Patología de la edificación/Cimentaciones/Problemática

Introducción

La palabra patología, etimológicamente hablando, procedede las raíces griegas pathos y logos, y se podría definir, en términos generales, como el estudio de las enfermedades. Por extensión la patología constructiva de la edificación es la ciencia que estudia los problemas constructivos que aparecen en el edificio o en alguna de sus unidades con posterioridad a su ejecución.

De todos los posibles tipos de patología que puede sufrir la edificación, las estadísticas demuestran que son las patologías ligadas a las cimentaciones las que mayores costes globales conllevan. Además tienen gran repercusión social, lo que las hace más notorias: por la complejidad propia de su reparación, porque suponen una fuerte alteración y hasta interrupción del uso del inmueble, y porque suelen involucrar a colindantes e incluso poderes públicos. Urge como en ningún otro caso determinar las causas y cuanto antes dar una solución al problema.

Sin embargo la diagnosis de este tipo de patologías no es ni mucho menos inmediata. Deben analizarse los síntomas, esencialmente grietas y movimientos sufridos por el edificio (giros, asientos, desplazamientos, etc) para de ellos deducir qué mecanismo los ha originado. A la vista de la cimentación existente y del conocimiento geotécnico del terreno de apoyo, se podrán deducir las causas del comportamiento conjunto estructura-terreno-cimiento que son el verdadero origen de la patología producida.

Es muy importante seguir esta metodología, porque sino la reparación se quedará en algo estético o superficial. La patología se reproducirá superficialmente y lo que es más grave continuará su proceso de deterioro más oculto, con lo que unas simples grietas en paramentos mal diagnosticadas pueden llevar, en último extremo, al colapso del inmueble.

Finalmente, conocida la causa se diseñarán las medidas reparadoras a adoptar. Éstas pueden ir desde la actuación sobre la estructura propiamente dicha, a las modificaciones de las propiedades geotécnicas del terreno (tratamientos de mejora y refuerzo), pasando por los conocidos recalces de la cimentación existente.

Todo edificio con problemas en la cimentación ofrece, tarde o temprano y de forma más o menos manifiesta, unas lesiones o síntomas apreciables a simple vista. Hay casos en los que se sabe que el edificio puede tener problemas, con lo que se pueden tomar las precauciones oportunas.

La observación por técnicos competentes de la aparición de dichas lesiones, facilita su inmediata interpretación e intervención. Pero en la mayoría de los casos, el conocimiento de los fallos en la cimentación se produce cuando ya existen daños en el edificio, a veces de gran importancia, con la aparición de lesiones sintomáticas claramente apreciables y detectables por cualquier persona no especializada.

CIMENTACIONES. En el caso de las cimentaciones, deberemos asegurarnos de su integridad mecánica (roturas) frente a posibles agresiones de los componentesdel suelo, así como su integridad química frente a posibles agresiones de los componentes del suelo, en especial, nivel freático, aparición de sulfatos, rotura de conductos de saneamiento, etc. La acción fundamental será pues, la observación periódica.

CONTENCIONES. Los procesos patológicos a vigilar son muy parecidos a los anteriores y sólo cabe añadir, en relación a su integridad mecánica, la posible deformación de los muros con aparición de alabeos y desplomes. Se debe realizar una observación periódica de, al menos: protección superior (albardillas), protección superficial general, si existía (revocos, pinturas, chapados, etc), y armaduras superficiales en las de hormigón armado (reflejo).

Propiedades Constructivas

Sistemas constructivos: cimentaciones y contenciones de hormigón armado

Materiales: Hormigón Armado: Hormigón y Acero

Hormigón

Contiene agua en distintos estados: agua de gel, que es el componente básico de la masa, agua intercristalina, agua capilar y agua de absorción, que rodea a los áridos creando meniscos. En general, en el hormigón, las fisuras por retracción se producen como consecuencia de una pérdida de agua en su masa, hecho que puede ocurrir porque el material no permanezca en ambiente húmedo (pérdida de parte del agua capilar y absorbida) o porque esté expuesto a temperaturas elevadas (pérdida de agua de gel y agua intercristalina). En cualquier caso, de manera global se puede decir que las fisuras por retracción que se producen en el hormigón están vinculadas a los siguientes factores:

Constitución de la Pasta. Es más fácil que aparezcan fisuras en los hormigones fabricados con los cementos más resistentes y rápidos o con áridos finos.
Resistencia a Tracción del Hormigón. En los elementos en que no sea posible el libre acortamiento, aparecerán fisuras cuando se supere la tensión de tracción en el hormigón.
Elongabilidad del Hormigón (capacidad de deformarse sin fisurar). Experimentalmente se ha demostrado que en hormigones poco curados y con alta relación agua/cemento la elongabilidad se incrementa, hecho que indica que los buenos hormigones son más frágiles.
Dimensiones de los Elementos. Las fisuras serán más numerosas en los elementos de espesor reducido, mientras que su importancia aumentará cuanto más rígida sea la estructura.

Hay que indicar que el hormigón armado posee una característica peculiar, ya que debido a su estructura interna –una armadura capaz de absorber tracciones– puede retener los movimientos deformantes y dejar en fisuras superficiales lo que en una fábrica serían grietas. Sin embargo, el gran peligro del hormigón armado es el agua, cuyo aumento en su interior, ya sea en forma gaseosa (vapor atmosférico) o líquida (agua de lluvia), puede provocar la oxidación de las armaduras.

Este hecho hará que los aceros interiores aumenten de volumen (de 8 a 10 veces con respecto al inicial) y, por tanto, que el hormigón que está en contacto con ellos se vea sometido a una serie de esfuerzos que, en ocasiones, no es capaz de resistir y que darán lugar a la aparición de graves grietas.

Las causas de las alteraciones y las patologías que pueden generarse en el hormigón tienen su origen en una gran diversidad de factores. Es posible realizar una clasificación de las causas según su origen:

PATOLOGÍA DERIVADA DE LOS COMPONENTES DEL HORMIGÓN.

PATOLOGÍA DERIVADA DE LA FABRICACIÓN Y EJECUCIÓN.

INFLUENCIA DEL AMBIENTE. DETERIORO DEL HORMIGÓN POR AGENTES EXTERNOS:
- QUÍMICOS
- FÍSICOS

PATOLOGÍA ORIGINADA POR DEFECTOS Y DETERIORO DEL ACERO.

En el caso del hormigón armado, juega también como factor fundamental no solo su protección física sino también su composición química, que es la que permite correcta protección y pasivación de la armadura.

Los defectos del hormigón están ligados a los defectos de sus componentes, por tanto estos deben cumplir una serie de características, que veremos a continuación, que eviten que se produzcan en él defectos mas o menos graves, a corto o largo plazo.

Cemento

El cemento es el material fundamental del hormigón, ya que condiciona muchos aspectos básicos del mismo. Es el factor que incide directamente en la resistencia, que está en función de la relación agua/cemento. Pero a la vez, su contenido es fundamental para proveer de la protección alcalina que requieren las armaduras incorporadas a los elementos de hormigón armado.

Por tanto, la relación agua/cemento como el contenido en cemento condicionan la resistencia y durabilidad de los elementos de hormigón.

Existen diversos tipos de cemento y es necesario tener en cuenta el nivel de agresividad ambiental en la selección del tipo adecuado. Por ejemplo, se han producido daños en construcciones de hormigón por ataques de sulfatos disueltos en agua. Si bien la mejor condición que puede tener un hormigón para resistir ataques es su compacidad, la no utilización de cementos del tipo adecuado se ha asignado como causa básica de tales daños.

Áridos

Los áridos empleados en la fabricación de hormigón condicionan su durabilidad y resistencia. Los aspectos fundamentales a tener en cuenta son ciertas cualidades de composición de los finos, la granulometría y la compacidad.

A. Los áridos utilizados en el hormigón no deben ser activos en contacto con el cemento. A la vez deben mantenerse estables a la acción de los agentes externos con los que va a estar relacionado.

El contenido de sustancias como limos, arcillas, materia orgánica, entre otros, puede ser nocivo ya que limitan su adherencia a la pasta de cemento y debilitan las reacciones de fraguado y endurecimiento del hormigón. En la fabricación de hormigón pueden utilizarse arenas y gravas procedentes de yacimientos naturales, así como rocas machacadas, escorias siderúrgicas u otros materiales si su empleo se encuentra avalado por la práctica o si se han realizado los correspondientes ensayos en laboratorio.

Algunos áridos pueden reaccionar con el cemento generando productos expansivos que crean tensiones internas en la masa del hormigón y que afectan su resistencia mecánica y durabilidad.Entre los áridos que provocan estos efectos nocivos encontramos algunas variables de cuarzo amorfo, tales como ópalos, cristobalitas, andesitas, tridimitas, que al combinarse con los álcalis del cemento producen compuestos de mayor volumen que destruyen al hormigón.
Los compuestos de azufre combinados con agua pueden dar lugar también a la formación de sulfoaluminatos expansivos. No es exclusivamente necesario que el agua sea líquida, basta con el agua de interposición, o incluso con una humedad ambiental abundante.
La presencia de arcilla en los áridos es un factor frecuente en los defectos de los hormigones. Al no tratarse de una lesión que tarde en manifestarse se suelen adoptar medidas inmediatas para su resolución, que la hacen pasar más desapercibida. Su presencia se debe, en general, a la falta de limpieza en explotaciones de mina o rio. Su efecto más inmediato es la irregularidad que introduce en la calidad de los hormigones y que genera, también, problemas de reconocimiento en los ensayos de control.
Las piritas y otros sulfuros en contacto con la atmósfera pueden oxidarse dando sulfatos que reaccionarán con el aluminato tricálcico del cemento, produciendo ettringita expansiva.En la fabricación del cemento, se adiciona yeso al clinker en el molino. Este yeso añadido reacciona antes de las 24 horas con parte del aluminato tricálcico dando ettringita. En muchas construcciones se ha empleado piritas como árido, dando en general muy mal resultado. Toda la bibliografía existente coincide en que las piritas no deben emplearse como áridos en hormigones.

B. La resistencia de un hormigón tiene una relación directa con la compacidad del árido utilizado en su fabricación. Esta es la relación entre el volumen real y el aparente del mismo.

A mayor compacidad menor será el volumen de huecos y por consiguiente menor será también la cantidad de pasta de cemento a emplear, con lo cual el hormigón resultará más económico. Por otra parte, a mayor compacidad de los áridos mayor será la durabilidad o salud del hormigón a lo largo del tiempo. Por lo tanto esta propiedad es fundamental en los hormigones y en los áridos que entran en su composición.

C. La Granulometría de los áridos con los que se fabrica el hormigón: es una variable muy importante. Una granulometría incorrecta puede generar falta de compacidad en el hormigón.

Agua

Los defectos relacionados con el agua como componente del hormigón pueden ser originados por dos causas diferentes.

La primera causa es la utilización de aguas no potables o que contengan impurezas, que pueden originar problemas a corto y largo plazo
La segunda tiene que ver con la dosificación y es el empleo de altas relaciones agua/cemento en el amasado.

Dentro de la primer causa mencionada cabe diferenciar si el hormigón es en masa o armado. Los efectos patológicos producidos en el hormigón en masa por aguas que contienen impurezas, dentro de ciertos límites, no son relevantes, y puede que no aparezcan. No sucede lo mismo con el hormigón armado, donde la existencia de cloruros puede dar lugar a importantes corrosiones de armaduras aparte de manchas y eflorescencias superficiales. El empleo de aguas no adecuadas en el curado de los hormigones resulta más perjudicial todavía que en el amasado. Las normas establecen una serie de condiciones exigibles al agua, limitando por ejemplo su pH, las sustancias disueltas, contenidos en sulfatos, ión cloro, hidratos de carbono y sustancias solubles.

Aguas de mar: pueden emplearse para el amasado de hormigones en masa, pero se ha de considerar su efecto negativo en la disminución de la resistencia, que puede llegar a ser del 15 % aproximadamente.

Sulfatos: pueden tener un efecto doble afectando por un lado al propio hormigón, y por otra, a las armaduras. Los sulfatos contenidos en el agua reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento dando lugar a ettringita expansiva (sulfoaluminato tetracálcico hidratado, también conocido como «sal de Candlot» o bacilo Michaelis). La expansión de la ettringita produce fisuración, hinchazón y desprendimiento progresivo del hormigón.

Hidratos de carbono: pueden impedir el fraguado del hormigón aún en pequeñas cantidades. No deberán emplearse las aguas procedentes de azucareras o que hayan estado en contacto con azúcares, glucosas u otros hidratos de carbono.

Es poco frecuente en la actualidad la utilización de aguas selenitosas en el amasado del hormigón. Los ataques por aguas selenitosas suelen provenir de subsuelos en contacto con cimentaciones.

Aditivos

Los aditivos, considerados el cuarto componente del hormigón, son productos añadidos en el momento su elaboración. Su finalidad es modificar ciertas propiedades del mismo de forma positiva, tanto en estado fresco como una vez fraguado y endurecido.

Podemos concluir entonces que los defectos del hormigón atribuibles a los aditivos pueden provenir de:

Deficiencia en la fabricación
Empleo inadecuado
Sobredosificación o dosificación insuficiente.

DEFECTOS DERIVADOS DE LA FABRICACIÓN Y EJECUCIÓN DEL HORMIGÓN

La ejecución puede afectar seriamente la calidad de un hormigón básicamente en los aspectos que conciernen a la durabilidad y la seguridad.

La lesión que puede deducirse de esta se manifiesta generalmente en forma de disminución resistente del material y con la prestancia del mal aspecto tanto más grave cuanto más acusado sea.

Su solución pasa por la prevención de esta circunstancia, a través de un correcto conocimiento de los principios de dosificación y fabricación por parte de los directores de obra, y de una adecuada cualificación de los operarios.

Los factores que influyen en la variación de las características del hormigón y que pueden asignarse propiamente a la ejecución son:

Dosificación mal realizada, por deficiencias en los sistemas y equipos de medida. Se destacan la dosificación del cemento y la incorrecta relación agua-cemento.
Transporte y vertido, que produciendo segregación, no aseguran la homogeneidad de la masa y en consecuencia producen zonas poco compactas, coqueras o nidos de grava.
Compactación deficiente, que conduce a una mala compacidad en el hormigón.

Acero

Los principales defectos que puede presentar un acero para hormigón armado, son fundamentalmente:

Las impurezas.
Los defectos superficiales.
La corrosión superficial.

Corrosión del acero

Archivo:Corrosion2.jpg

Corrosión en acero

Entre los fenómenos que afectan de forma negativa a las armaduras del hormigón armado, encontramos los que son producidos por los efectos de la humedad. Estos fenómenos, como la corrosión y la acritud afectan a las barras de acero en contacto con el medio ambiente.

La acritud en las barras de acero no suele ser un fenómeno muy importante, pero en aceros de pretensados puede ser determinante. Es un fenómeno que se produce por la introducción de hidrógeno en el cuerpo del acero. El hidrógeno puede introducirse y atacar al acero debido a un proceso de decapado del hierro en ácidos o bien por estar expuesto en un ambiente que contenga gases como el cianhídrico, sulfhídrico, etc. Las barras de acero afectadas por la absorción de hidrógeno se vuelven frágiles y se rompen ante la mínima solicitud de tracción.

La corrosión se produce por la formación de óxido de tipo laminar que al ser expansivo puede generar la rotura del hormigón circundante.

El deterioro del acero afecta al aspecto, a la sección y por consiguiente a la resistencia de dicho material.

Protección

En los hormigones, la corrosión se produce en las barras de acero, por lo cual la protección de las mismas es de gran importancia. Esta se realiza por medio del recubrimiento y por la incorporación de productos industriales que impidan el paso de humedad por capilaridad al interior de la masa del hormigón.

La disminución de la sección de las barras de acero del hormigón por el efecto de la corrosión afecta decisivamente su resistencia mecánica, por lo tanto las armaduras en el hormigón armado deben estar protegidas por el recubrimiento.

La alcalinidad del hormigón permite la formación sobre la superficie del acero, de una película pasivadora. Una vez que se ha formado esta delgada película de oxígeno y debido a su baja permeabilidad, evita el desarrollo del proceso electroquímico. Esta película es muy sensible con lo cual puede destruirse fácilmente si el hormigón es permeable, ya que el CO del aire puede entrar y reaccionar con el Ca, reduciendo la alcalinidad del hormigón.

Solicitaciones Típicas

ACCIONES MECÁNICAS

La aplicación de una carga directa sobre un elemento constructivo implica una deformación. Si la carga provoca un esfuerzo mecánico demasiado intenso, la deformación tendrá como consecuencia la aparición de fisuras y grietas. De hecho, este tipo de fenómeno es el que origina la mayor parte de estas lesiones en los elementos estructurales y en los materiales adheridos a ellos. A continuación analizaremos las principales acciones mecánicas –cargas verticales y cargas no verticales– que pueden dar lugar a la aparición de fisuras y grietas. Por lo general, estas cargas las provocan los pesos que gravitan sobre un muro u otras estructuras portantes verticales y pueden dividirse en concargas (peso propio más cargas permanentes) y sobrecargas.

En definitiva, la incapacidad de los elementos estructurales de la construcción para asumir los esfuerzos de proyecto o las sobrecargas imprevistas pueden provocar tensiones demasiado intensas en los materiales y, en consecuencia, la formación de fisuras y grietas.

Estas lesiones se producen casi siempre en las estructuras que no son homogéneas y que ya tienen un deterioro interno, ya que debido a los esfuerzos de compresión, los materiales menos resistentes pierden cohesión y la carga se concentra en algunos puntos concretos, puntos donde la intensidad de la carga mecánica es muy superior a la capacidad de resistencia. Es lo que ocurre, por ejemplo, cuando en la planta baja de un edificio la carga se transmite a pocos soportes cuya sección es reducida si se compara con el resto de la estructura. Las cargas verticales pueden provocar distintas clases de fisuras y grietas por:

TRACCIÓN: son perpendiculares al esfuerzo.
COMPRESIÓN: paralelas al esfuerzo para compresión simple y curvas si existe momento.
FLEXIÓN: pueden ser perpendiculares o inclinadas en función de la proximidad de la carga.
PANDEO: es un caso particular de la flexión; las fisuras o grietas son perpendiculares a la directriz del elemento en el vano.
CORTANTE: son las más dañinas debido a que su desarrollo es muy rápido.

Archivo:Cortantes copia.jpgArchivo:Flexion traccion copia.jpg

En cambio, las cargas no verticales son las que se transmiten a la estructura en una dirección distinta a la vertical. Los casos más importantes son las cargas inclinadas originadas por alguna parte de la estructura, que aparecen cuando la transmisión de carga se realiza a través de superficies de contacto no horizontales, como es el caso de los sillares de piedra de un arco o de una bóveda. La suma de cargas transmitidas de un sillar a otro produce una fuerza oblicua que puede afectar la estabilidad de la estructura y dar lugar a la aparición de fisuras y grietas. Las cargas oblicuas también se deben a cubiertas inclinadas sin vigas horizontales de atado, en cuyo caso el esfuerzo se concentrará en las vigas principales.

ACCIONES QUÍMICAS

AGENTES QUÍMICOS DE DEGRADACIÓN Los materiales constructivos también pueden sufrir patologías de origen químico, que, en general, suelen consistir en reacciones químicas de sales, ácidos o álcalis que acaban produciendo algún tipo de descomposición del material afectado. A la larga, éste irá perdiendo su integridad, ya que las patologías de carácter químico afectan notablemente a la durabilidad de los materiales. En conjunto, las lesiones de origen químico se desarrollan a través de procesos claramente distintos a los de las patologías de carácter físico y mecánico, pero sin embargo, en ocasiones su sintomatología puede llegar a confundirse.

El hormigón es inmune generalmente al ataque en seco de sustancias químicas, pero puede ser atacado por ácidos, agua pura, y por diversas sustancias en disolución. También puede ser atacado por sustancias que se encuentran en el ambiente o en los elementos de hormigón, cuando se presentan condiciones de humedad ambiental.

El principal agente agresivo del hormigón es el agua, bien directamente o bien como vehículo de transporte de los agentes agresivos y ya que en el terreno nos podemos encontrar agua en forma de niveles freáticos estables o colgados, condensaciones bajo cimentaciones o escorrentía subterránea por riego o lluvia, incluíremos los daños originados por la agresividad de la misma al hormigón.

Las disoluciones de sustancias agresivas atacan al hormigón con mayor energía, cuanto mayor es su concentración, su temperatura o su presión. Generalmente, los ataques a través del agua líquida se dan en aquellos elementos que están en contacto con el suelo (muros, cimentaciones). Si las aguas agresivas están en movimiento, aumentará también el ataque. En gran medida la durabilidad del material dependerá del grado de compacidad que posea. Y esto es así dado que la porosidad (red capilar) es la que permite la penetración de gases y humedad, con sus correspondientes sustancias disueltas, y por tanto es un factor acelerador de las agresiones externas. Sin embargo, la protección física no es la única.

La correlación que establece la porosidad de un hormigón con los mecanismos de transporte de los respectivos ataques químicos se puede esquematizar así:

En el ataque ácido, dependerá de la formación o no de una barrera de sustancias poco solubles y en consecuencia del coeficiente de difusión a través de la superficial de contacto.
En la reacción alcali-árido, al estar todas las sustancias que reaccionan en el interior del hormigón, la velocidad dependerá de la succión capilar de más cantidad de agua y de los coeficientes de difusión de iones alcalinos.
En los ataques por sulfatos o cloruros, el transporte de iones a través del líquido de los poros.
En la lixiviación por aguas blandas tendrá incidencia la permeabilidad y la difusión.
En la carbonatación, la difusión moléculas gaseosas de CO2 y de oxígeno a través de los poros vacíos.

Ataque de Aguas Puras

La lixiviación consiste en una forma de erosión de tipo químico por lavado más o menos continuo de sustancias propias del cemento hidratado. El caso más conocido es el del ataque por aguas más o menos puras. El principal efecto es la disolución de la portlandita, dado que su solubilidad es considerablemente elevada.

Se entiende por aguas puras aquellas que llevan muy pocas sales disueltas, como las que proceden de deshielo y fluyen a través de rocas poco solubles (granito, basalto). Conocido es el ataque de las aguas puras procedentes de deshielo cuya capacidad de disolución es muy elevada.

La lixiviación finalmente provoca la disolución del calcio, que es arrastrado y poco a poco se desmorona el sistema cohesionante. :Afortunadamente, el proceso de carbonatación por el C02 del aire, que actúa en contacto con el agua como ácido débil, provoca la precipitación de carbonato cálcico que forma una barrera protectora y disminuye el peligro.

En aguas cargadas de C02 disuelto, tenemos además la reacción de bicarbonatación, convirtiendo el carbonato cálcico (poco soluble) en bicarbonato cálcico (soluble).

También se puede producir por el ataque de aguas ácidas (su agresividad depende de su Ph y contenido de CO2).

Carbonatación

La carbonatación es el proceso por el cual el hormigón de recubrimiento pierde la alcalinidad que mantiene protegida la armadura. El mecanismo por el cual se produce es la reacción del dióxido de carbono la atmósfera con las sustancias alcalinas de la solución de los poros y con los componentes hidratados del hormigón. Esto genera un descenso del pH hormigón por debajo de un valor crítico situado alrededor de 9,5. A partir de dicho valor no se puede garantizar la protección de la armadura.Se trata de un caso especial de ataque ácido.

Ver Carbonatación en Definiciones

Ver Carbonatación en Wikipedia

Ataque de Aguas Residuales

En pocas ocasiones estas aguas atacan de forma directa al hormigón. Se pueden producir si bajo la acción bacteriana el gas sulfhídrico disuelto en agua se transforma en ácido sulfúrico. Incluso en este caso, la concentración de ácido debe sobrepasar las 150 ppm para que el ataque se produzca. Esta concentración de ácidos no se alcanza con facilidad en aguas residuales domésticas.

Acción del agua de mar

La agresividad del ambiente marino se debe fundamentalmente a las sales que lleva disuelta el agua de mar: cloruro sódico, cloruro magnésico, sulfato magnésico, sulfato cálcico, cloruro potásico, sulfato potásico y bicarbonato cálcico.

Esta agresividad se divide en dos tipos: la relativa a la degradación del hormigón por la acción de las sales agresivas y otra por los procesos de corrosión debido a la humedad ambiental y el aporte de cloruros. Los iones cloruros inhiben o atenúan en cierta medida la acción de los sulfatos, ya que dan lugar a un cloroaluminato de calcio hidratado que no es expansivo, o al menos no tanto como la ettringita. Pero en el caso de que el clínker contenga gran cantidad de aluminato tricálcio y el grado de saturación sea elevado, los cloruros existentes en el agua de mar no pueden evitar la formación de la estringita, con sus consecuencias.

Los cloruros, como el cloruro cálciclo o el cloruro sódico, pueden incorporarse al hromigón también a través de acelerantes del fraguado o de sal para deshielo en casos como el de los puentes. Aunque el pH del hromigón esté por encima de 9, al contacto con las armaduras pueden producir corrosión puntual.

Ataque de Sales

Estas patologías se producen debido a las humedades de ambientes marinos. Con independencia del ataque químico que el agua de mar ejerce sobre el hormigón fabricado con ella, el vapor de agua contenido en la atmósfera de zonas marinas está cargado de cloruros y sulfatos. Al evaporarse el agua, en el interior o sobre de los poros del hormigón, cristalizan las sales produciéndose por consiguiente la aparición de tensiones internas que, como ya se dijo, meteorizan los hormigones pobres y disgregan los de tipo medio.

La presencia de estas sales dentro del hormigón genera zonas anódicas y catódicas que sumadas a la presencia del agua como electrolito producen corrientes internas que conducirán a la corrosión electroquímica de las armaduras.

De menor a mayor intensidad de ataque al hormigón en ambiente marino:

Corrosión de armaduras con pérdidas de sección en las barras principales del 1%. Aparecen ligeras fisuras longitudinales en las esquinas coincidiendo con la situación de las barras, pero no fisuras transversales en el plano de los estribos.
Corrosión de las armaduras principales con pérdida de sección del 5%. Salta el hormigón en las esquinas y quedan las barras de acero principales al aire. Aparecen fisuras en el plano de los estribos. La capa de óxido hace que las armaduras pierdan adherencia con el hormigón.
Corrosión de las barras principales con pérdida de sección del 25%. Se desprende el hormigón en las zonas de los estribos y quedan estos al aire. Pérdida de anclaje frente a pandeo y de adherencia de las barras. Se supone que el hormigón, por efecto de la corrosión se ha debilitado en una profundidad de 1 cm.
Rotura de estribos. La sección de acero que queda en las barras principales no trabaja. Las barras principales pandean.

Ataques por sulfatos

El ataque de sulfatos ocurre donde hay concentraciones relativamente altas de sulfatos de sodio, potasio, calcio o magnesio, tanto en suelos como en aguas subterráneas, superficiales o en aguas de mar. También pueden ocurrir asociados a algunas instalaciones industriales, desechos, aguas fecales o subproductos de cualquier tipo, acumulados de forma incontrolada. Los sulfatos son muy solubles en agua y penetran con facilidad en estructuras de hormigón expuestas a los mismos.

Asociados sobre todo a rocas y procesos volcánicos, rocas y minerales de origen evaporítico y alteración de sulfuros asociados yacimientos minerales, tenemos importantes concentraciones de Yeso, Glauberita, Thenardita, etc, en la mayoría de nuestros suelos. :Dado que la presencia de sustratos y aguas sulfatadas en España es más que frecuente, deberán tomarse precauciones en la construcción de obras de hormigón.

El cemento es un polvo finamente molido, compuesto principalmente por silicatos de calcio y en menores proporciones por aluminatos de calcio, que, mezclado con agua se combina con ella, fragua y endurece a la temperatura ambiente al aire o bajo agua.

El ataque de sulfatos se debe a la combinación de ión sulfato con el aluminato de calcio hidratado del cemento, formando Ettringita (sulfo aluminato de calcio) y con el hidróxido de calcio libre o liberado durante la hidratación del cemento, para formar yeso. Ambas reacciones producen expansiones fuertes, ya que tanto la ettringita como el yeso alcanzan un volumen mucho mayor que el de los depósitos reactantes que los formaron (presencia de agua en su estructura cristalina) y como consecuencia, ocasionan la erosión, disgregación y destrucción de los morteros y hormigones a través de sus poros por donde penetran.

Según el contenido de aluminato tricálcico (C3A) del clinker los cementos serán más o menos resistentes a los sulfatos.

Daños producidos por el terreno

La agresividad o ataque químico del terreno puede afectar a las estructuras que están en contacto con él, en mayor o menor medida, afectando por tanto la durabilidad de esas estructuras y por tanto su resistencia y estabilidad a lo largo del tiempo.

A las estructuras de hormigón que están en contacto con él, tales como elementos de cimentación (zapatas, pozos, losas, pilotes...), muros de contención u otros son:

Desagregación o destrucción química del hormigón.
- Cambio de coloración en la superficie de los elementos, ya que el cemento va perdiendo su carácter conglomerante quedando por consiguiente los áridos libres de la unión que les proporciona la pasta. Inicialmente suele presentar aspecto poroso, cambio de color, eflorescencias o manchas.
- Fisuras.
- Abarquillamiento de las capas externas del hormigón
- Desintegración de la masa del hormigón.

Pérdida de resistencia, pudiendo llegar a la ruina del elemento

Reducción de los recubrimientos:
- manchas de óxidos en paramentos
- fisuración longitudinal según el trazado de las barras afectadas por la corrosión
- menor resistencia al fuego
- acortamiento de la vida útil

Lesiones

Archivo:Acc quimicas copia.jpg

Accione Qímicas

Se suelen distinguir cuatro grupos de lesiones químicas, cada uno de los cuales analizaremos detalladamente a continuación. Son: las EFLORESCENCIAS, es decir, los depósitos de sales minerales solubles que se forman sobre la superficie de un material; las OXIDACIONES Y CORROSIONES, entendidas como una transformación química que se produce en la superficie de los metales, especialmente el hierro y el acero, que provoca la destrucción de la misma; la EROSIÓN, o sea la pérdida de material en las superficies de los materiales como resultado de ciertas reacciones químicas de sus componentes con otras sustancias atacantes.

ACCIONES BIOLÓGICAS:

Los PROCESOS BIOQUÍMICOS, es decir, el conjunto de lesiones químicas que se deriva de la presencia de un organismo vivo, ya sea animal o vegetal, y que afecta a la superficie del material constructivo. Entre los diferentes organismos que pueden ser agresivos al hormigón los más importantes son las bacterias ferroginosas y las tiobacterias, produciendo alteraciones o reaccionando con el agua formándose sulfatos o ácido sulfúrico.

Fallos Característicos