El hormign tiene una excelenteresistencia a compresin, pero sugran importancia se debe a la com-binacin entre ste y el acero for-mando el hormign armado con elcual se pueden realizar multitud deobras con una variedad muyimportante de formas y sistemas,

al conseguir que el acero absorbalos esfuerzos de traccin y el hor-mign los esfuerzos a compresin.

A pesar de la resistencia del hor-mign, de un clculo adecuado yde una cuidada puesta en obraexisten una serie de factores que

El hormign est compuestopor agua, ridos (finos y grue-sos), cemento -cuya misines mantener la cohesin del mate-rial al mezclarse con agua y formarla pasta-, y aditivos que dan propie-dades al hormign durante o despusde su colocacin.

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El hormign es el material por excelencia en la construccin. Es el que se utiliza con mayorfrecuencia tanto en obra civil como en edificacin. En este artculo, el autor nos enumeralas causas que pueden deteriorar el hormign en las obras hidrulicas y nos describe losdistintos tipos de proteccin que se pueden adoptar en cada caso.

Por: Manuel Caabate Santos, Ingeniero Tcnico de Obras Pblicas

Reparacin y proteccin delas estructuras de hormign

en las obras hidrulicas

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calcio. Tambin se hallan en proce-sos industriales de elaboracin deproductos qumicos y petroqumicosy en la industria petrolfera, delpapel y de la minera. Igualmente seencuentran disueltos en aguas resi-duales urbanas.

Los sulfatos al penetrar en el hor-mign, reaccionan con la mezcladel cemento formando compues-tos qumicos que ocupan un volu-men mayor, originando expansio-nes que hacen que el hormign sefisure y se rompa.

Degradacin del hormign porataques de Cloruros

El hormign al estar expuesto afuentes exteriores de cloruros(sales) puede deteriorarse porcorrosin de las armaduras. En lafabricacin del hormign arma-do, la pelcula inicial de la corro-sin de la armadura, corrosinpositiva, se detiene siempre quela pelcula no cambie ayudadopor el ambiente de pH alto crea-do por los lcalis presentes en lamezcla del cemento.

Cuando la humedad y los iones decloruro penetran en el hormignpor porosidad o fisuracin, lleganal acero, lo corroen, aumenta devolumen las armaduras producien-do una expansin, el aumentar

pueden contribuir a variar lascaractersticas del hormign y con-tribuir a su deterioro.

La masa de cemento que mantie-ne su cohesin est compuestapor hidratos alcalinos, existiendomuchos procesos y ataques qu-micos que alteran a estos hidra-tos con facilidad. La buena pues-ta en obra del hormign y su ade-cuado vibrado no evitan total-mente que el hormign sea unmaterial poroso con pequeosintersticios por donde el agua uotras sustancias pueden penetrary atacar la mezcla. Igualmente elacero se puede corroer en pre-sencia de humedad, oxigeno eiones tales como los cloruros.

DEGRADACIN DEL HORMIGN

Podemos clasificar en diversascategoras las causas que originarel deterioro del hormign.

Degradacin del hormignpor causas qumicas

Esta degradacin se produce cuan-to entran en contacto sustanciasqumicas ambientales con la mez-cla del cemento, generando unareaccin qumica que afecta a lacohesin del hormign. Estas sus-tancias pueden ser cidos, lcalis,gases aceites, grasas, y la conse-

cuencia en una desproteccin delas armaduras dejndolas expues-tas a la corrosin.

Degradacin por ataquesde cidos

Estos ataques pueden ser debidosa sustancias naturales o a productosfabricados tales como cidos sulf-rico, clorhdrico, ntrico. En depura-cin y saneamiento tambin esposible la formacin de cido sulf-rico. Se produce una reaccin qu-mica tipo cido-base, disolviendo elcemento en una primera etapa ydebilitando el hormign al reaccio-nar los cidos lquidos con el hidr-xido de calcio de la mezcla delcemento. A continuacin se generala eliminacin de los lcalis por lixi-viacin al arrastrar los compuestoslquidos a los slidos.

Ello origina una desaparicin de losridos finos, quedando expuestoslos ridos gruesos y posibilitando lacorrosin de las armaduras.

Degradacin por ataquesde Sulfatos

Los sulfatos, al igual que los cidos,se producen debido a sustanciasnaturales o a productos fabricados.En la naturaleza de encuentran sul-fatos de varios metales como elsodio, el magnesio, el potasio o el

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Degradacin del hormign porcausas fsicas

Son debidos a daos fsicos porobjetos externos o equipos,como por ejemplo daos porabrasin, por erosin por arras-tres de slidos disueltos en aguay daos causados por ciclos hielodeshielo.

Degradacin del hormignpor abrasin

Se origina por desgastes en el hor-mign producidos por causasmecnicas debidos a golpes, arras-tres, trfico de vehculos, originan-do un desgaste de la lechadasuperficial y los ridos finos,dejando expuesto el rido gruesoque se disgrega por la abrasinconstante a la que est sometido.

Degradacin del hormignpor erosin

Son daos producidos en el hor-mign por el desgaste que originanlos lquidos con materias slidasen suspensin, desgastando lalechada superficial y el rido fino,siendo su degradacin muy inten-sa al cabo del tiempo.

Otro tipo de erosin es la producidapor cavitacin y se origina por la tur-bulencia de los lquidos al contactarcon el hormign, que contienen bur-bujas de aire que pegan contra el hor-mign desgastndolo.

Degradacin por Ciclosde Hielo-Deshielo.

Estos ciclos provocan deteriorosen el hormign. El hormign sufremas dao en la fase de congela-cin del ciclo, el agua atrapada enlos poros del hormign se expan-de por congelacin produciendogrietas y roturas en el mismo enforma de escamas o lajas al producir-se el ciclo de deshielo y derretir elagua. La siguiente fase de congela-cin producir una solidificacin delagua y el hielo formado abrir ms lasfisuras haciendo palanca

Degradacin del hormignpor causas trmicas

El hormign se expande o se con-trae al aumentar o disminuir la tem-peratura pudiendo causar fisuraciny agrietamiento en el hormign.

El otro efecto de la temperaturasobre el hormign es por las dife-rencias de conductividad trmicaentre la armadura y el hormignque la rodea. Al conducir el calormucho ms rpido el acero que elhormign, la diferencia de expan-sin entre ambos materiales serdistinta causando un agrietamien-to y fisuracin en el hormign.

TIPOS DE PROTECCINDEL HORMIGN

En este artculo vamos a tratarsolamente aquellos aspectos refe-

ste, que rompe el hormign apa-reciendo fisuras que permiten quepenetre ms humedad, cloruros,oxgeno, aumentando la corrosinde las armaduras.

El indicio principal de la corro-sin de las armaduras por cloru-ros es el sangrado de los produc-tos de la corrosin y el cuartea-miento del mismo.

Degradacin del hormign porataques microbiolgicos

Son producidos por microorganis-mos tales como las bacterias y otrosorganismos marinos minsculosque causan la degradacin del hor-mign al reaccionar estas bacteriascon productos qumicos a los queest expuesto el hormign.

El ataque ms frecuente se produ-ce en sistemas de depuracin deaguas residuales por el sulfricoproducido en la reaccin entre lasbacterias y los compuestos qumi-cos presentes en las aguas resi-duales, originando la disolucin dela lechada superficial y los ridosfinos, dejando expuesto el ridogrueso.

Igualmente los moluscos mari-nos producen daos en el hor-mign, abriendo poros y fisu-ras dentro del mismo permi-tiendo penetrar el agua y loscloruros hasta las armaduras ycorroerlas.

Materiales de proteccin superficial

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rente a la proteccin del hormignrelacionados con obras hidrulicasen general aquellas que transpor-tan, almacenan o depuran aguaspara abastecimiento o saneamien-to, (canales, depsitos, presas,estaciones de tratamiento)

En el hormign podemos realizarprotecciones de MANTENIMIENTOSCORRECTIVOS, que son aquellosque tienen por objeto el restituir lafuncin de uno o ms elementosde una estructura de hormignque las ha perdido.

Tambin podemos realizar MANTE-NIMIENTOS PREVENTIVOS, queson aquellos que se ejecutan paraimpedir la accin de agentes agre-sivos sobre una estructura de hor-mign existente y mejorar el fun-cionamiento de la misma.

MANTENIMIENTOS CORRECTIVOS

Se realizan para restituir la funcin dela estructura que ha perdido y que pro-voca las siguientes consecuencias.

Prdidas de volumen contenido

Causas que pueden provocar estaconsecuencia.

Rotura de las juntas de Impermea-bilizacin o inexistencia de stas.

Retraccin entre bloques dehormign en las distintas fasesde ejecucin.

Rotura de la estructura de hormi-gn por gritas y fisuras.

Zonas muy coquerosas y porosas.

Prdidas de la capacidadde transporte

Causas que pueden provocar estaconsecuencia.Erosin de las superficies de hor-mign en contacto con el agua.

Formacin de concreciones en lassuperficies de hormign en con-tacto con el agua.

Prdidas de la capacidadresistente de la estructura

Causas que pueden provocar estaconsecuencia.

Movimientos que pueden origi-nar grietas y fisuras.

Ataque del agua a materialesfrricos.

Ataques del vapor de agua.

Ataques de vapores de gases.

MANTENIMIENTOS PREVENTIVOS

Como hemos definido anterior-mente, estos mantenimientos serealizaran para impedir el deterio-ro de las estructuras de hormignpor la accin de agentes agresivosexternos.

Para ello se llevarn a cabo mante-nimientos que conserven el volu-men contenido, generalmente rea-lizando impermeabilizaciones desuperficies; mantenimientos queconserven la capacidad de trans-porte, haciendo tratamientos antie-rosin de las superficies de hormi-gn, y mantenimientos que conser-ven la capacidad resistente de laestructura, estableciendo trata-mientos impermeabilizantes en hor-migones armados y pretensazos.

Tambin se pueden realizar man-tenimientos que mejoren signifi-cativamente las estructuras dehormign y sus instalacionescorrespondientes, aunque no ten-gan una prdida de funcionalidadsignificativa en alguno de sus ele-mentos, puedan ser susceptiblesmejoras tendentes al aumento desus capacidades, de su seguridady en una disminucin de los gastosconservacin.

MATERIALES PARA LAPROTECCION DEL HORMIGN

RECUPERACIN DE SECCIONES

Se puede emplear HORMIGN enel caso de que la recuperacin desecciones sea de grandes espeso-res, para lo cual es convenientepara el funcionamiento homog-neo final de la estructura que laspropiedades finales del hormignsean la ms similares posibles aldel hormign existente

Recuperacin de Secciones

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En el caso de que las secciones yespesores a recuperar sean peque-as y no permitan la utilizacin dehormign, se utilizarn MORTEROSCON BAJO VALOR DE RETRAC-CION, cuyo mdulo de elasticidadsea prximo al del hormign areparar y que los coeficientes dedilatacin sean lo ms similaresposibles en el caso de que laestructura de hormign se encuen-tre sometida a diferencias trmicasconsiderables.

MATERIALES DE PROTECCINSUPERFICIAL

Se pueden emplear PolmerosSintticos y Morteros.

Polmeros Sintticos

Son adecuados para estar en con-tacto con agua los polmeros sint-ticos lquidos, ms conocidoscomo resinas bien de naturalezaepoxi o de poliuretano dado quesu comportamiento en inmersinde agua, en ambiente hmedo yresistencias a los cidos y los lca-lis es muy bueno, tambin los acr-licos son adecuados para repara-cin de estructuras no sumergidas.

Tambin son aplicables en algunostratamientos los polmeros sintti-co slidos (plsticos), siempre conun cuidado exquisito en su puestaen obra para evitar que poros opuntos falsos de unin puedanpuentear la proteccin.

Morteros

El mortero ms adecuado para laproteccin superficial de estructu-ras de hormign es el morterohidrulico polimrico (MHP), pre-dosificado y armado ya que suproceso de fabricacin ofrece laseguridad de que sus propiedadesfinales sean siempre las mismas.

REQUISITOS DE LOS MATERIA-LES DE PROTECCIN

Aunque es idea del autor es definircon detalle los posibles tratamien-tos a realizar en la proteccin delhormign, en artculos futuros,vamos a definir aquellos requisitosque deben cumplir aquellos mate-riales que empleemos para la pro-teccin y reparacin de las estruc-turas de hormign hidrulicas.

ADHERENCIA

La adherencia real al soportedepende de la cohesin delmismo, y en algunos casos lacohesin del substrato de hormi-gn es muy dbil. Lo ideal es quesu valor fuera igual a la resisten-cia a traccin del material delsoporte. Es normal una adheren-cia del material al soporte delorden de 15 Kg/m2

IMPERMEABILIDAD AL AGUA

La impermeabilidad de un mate-rial es debida a que el tamao de

cualquiera de sus poros es infe-rior a la molcula de agua, o alatravesar el agua el espesor deltratamiento, las fuerzas de roza-miento anulan su velocidad demovimiento, luego el espesor deltratamiento tiene que ser sufi-ciente y adecuado.

BAJA ABSORCIN DE AGUA

El volumen de poros existentes enel material, abiertos en la zona decontacto con el agua debe de ser lomenor posible para evitar su destruc-cin por los ciclos hielo-deshielo, evi-tar la creacin de microorganismos ylogra una mayor resistencia a agentesagresivos externos.

RESISTENCIA A LA ABRASIN

Los materiales mediante ensayosadecuados tienen que soportar unaprdida de peso muy poco significa-tiva para evitar el efecto destructivode la velocidad del agua y las part-culas slidas que lleva en suspen-sin, al igual que todos aquellosefectos fsicos que puedan afectar alas estructuras de hormign.

RESISTENCIA AL ENVEJECIMIENTO

Capacidad pare resistir el efectode la radiacin solar producida porlos rayos ultravioletas.

RESISTENCIA A LA AGRESIVIDADDEL LQUIDO CON LA QUE SEMANTIENE EN CONTACTO

Mantenimiento por prdidas de la capacidad de transporte

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iguales posible para evitar ten-siones en la zona de unin deambos materiales.

BAJO VALOR DE RETRACCIN

Cuanto menor sea la retraccin delmortero de reparacin menor peli-gro de fisuracin existir y las ten-siones que pueden originar despe-gues en la zona de unin sernmenores.

RESISTENCIA CICLOS HIELODESHIELO

Es la resistencia del mortero alos distintos ciclos de hielo des-hielo, depende de su porosidady de su resistencia, dosificaciny seleccin de ridos en su for-mulacin.

CAPACIDAD DE PUENTEODE FISURAS

Es la propiedad por la que un tra-tamiento impermeable no deje deserlo por la aparicin de fisuras enel soporte de hormign que provo-quen la rotura, y su capacidad desoportar sin romperse la aparicinde las mismas

CALIDAD ALIMENTARIA DELOS MATERIALES

Para estar en contacto con aguapotable los plsticos, resinas yderivados, morteros hidrulicospolimricos, deben poseer un

certificado de un laboratoriodel Ministerio de Sanidad yConsumo o equivalente de quelos materiales cumplen el Lmitede Migracin Especfica fijadoen el R.D. 2204/1994 y con lasmodificaciones de l sealadasen el R.D. 510/1996 y tambincertificado del fabricante, deque las materias primas emplea-das en la fabricacin del mate-rial estn incluidos en la lista demonmeros y otras sustanciasde partida destinados a estar encontacto con alimentos fijadosen el R.D. 1042/1997.

Bibliografa:

Corrosion Probe por Randy Nixon

Reparacin de EstructurasHidrulicas por Vicente Gaitan

El material no debe tener degra-dacin significativa ante sustan-cias agresivas como puede ser lamisma agua dependiendo del pH.que posea u otras sustanciasagresivas, cloro, cido sulfhdricoo agentes qumicos.

RESISTENCIA A LA AGRESIVIDADDEL MEDIO AMBIENTE

Resistencia a la difusin degases que se mide por el valor uque indica para un mismo espe-sor cuantas veces es ms gran-de la difusin a los gases enrelacin con el aire. Cada mate-rial tiene su valor u y va desdeel valor 64 de los morteros decemento al valor 21x 106 de lasresinas de poliuretano de doscomponentes.

MDULOS DE ELASTICIDAD YCOEFICIENTE DE DILATACIONPRXIMO AL DEL SOPORTE

Si se emplean hormigones ymorteros en la reparacin deestructuras es conveniente quesu modulo de elasticidad seaprximo al existente para que alponer en carga la estructura, lasdeformaciones sean similares,al igual que si la estructura dehormign va a sufrir cambiostrmicos significativos, es im-portante que los coeficientes dedilatacin de los morteros dereparacin y de la estructura dehormign existente sean lo ms

Mantenimiento por prdidas de la capacidad resistente de la estructura