DURABILIDAD

44 e. Asegurar la calidad de concreto durante las etapas de mezclado, trasporte,

colocación y curado del concreto.

f. Modificar la velocidad y/o magnitud de la exudación

Entre las principales razones de empleo de aditivos, para modificar las propiedades del concreto endurecido, se puede mencionar:

a. Retardo en el desarrollo del calor de hidratación o reducción en la magnitud de este durante el endurecimiento inicial.

b. Aceleración en la velocidad de desarrollo de la resistencia inicial y/o final.

c. Incremento de la durabilidad

d. Disminución de la permeabilidad del concreto

e. Incremento en las adherencias acero-concreto, concreto antiguo-concreto nuevo

2.2.2.4.2 NORMATIVA

Los aditivos empleados en obra deberán ser de la misma composición, tipo y marca que los utilizados para selección de la dosificación de la mezcla de concreto. Los aditivos empleados en el concreto deberán cumplir con los requisitos de las siguientes normas:

a. Los aditivos incorporadores de aire deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.089 o de la norma ASTM C260.

b. Los aditivos reductores de agua, retardadores y acelerantes; deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.088 o de la norma ASTM C1017.

c. Las puzolanas y cenizas que se emplean como aditivos deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.104 o de la norma ASTM C618.

45 Cuando hablamos de durabilidad de una estructura no solo se debe considerar el diseño de mezcla a partir del cual fue elaborado el concreto, sino también el ambiente de exposición y las condiciones de trabajo a las cuales está sometida. Una estructura durable se logra con el estudio de considerar todos los posibles factores de deterioro.

La durabilidad se asocia a las características resistentes del concreto y particularmente a su resistencia a comprensión, sin embargo la experiencia y el avance de la investigación en este campo han demostrado que es sólo uno de los aspectos involucrados, más no el único ni el suficiente para obtener un concreto durable (Pasquel C, 1993, pág. 273).

2.2.3.1 DURABILIDAD EN LAS FASES DEL PROYECTO

La cualidad de la durabilidad del concreto es función directa de la habilidad de los materiales para resistir la agresividad física, química y biológica del medio ambiente en que prestará el servicio. Sin embargo, no solamente depende de la resistencia a las agresiones medio ambientales, sino de los factores en las diferentes fases del proyecto (inicio, ejecución, seguimiento y control; y cierre).

Es esencial que una estructura deba mantener adecuadas condiciones de servicio, desde el periodo de diseño y construcción. Para ello, es fundamental un estudio durante la etapa de planificación considerando las condiciones de servicio, incluyendo la acción del medio ambiente y todos aquellos procesos que conlleven un deterioro del concreto y/o la armadura (Kumar Mehta & JM Monteiro, 2013, pág. 105).

Para obtener estructuras durables se debe tomar acción durante las etapas del proyecto como se muestra en la Figura 1.

46

Fuente: Lledó P., (2013) Director de proyectos: Cómo aprobar el examen PMP sin morir en el intento.

Inicio y Planificación. En esta etapa se elaboran las especificaciones del proyecto; en lo cual debe incluir las medidas necesarias para que la estructura alcance el tiempo de vida útil a la cual fue diseñada de acuerdo al tipo de estructura, exposición ambiental y servicio.

Ejecución. En esta etapa se comprende la buena calidad de ejecución del proyecto y especialmente, del proceso de curado que tendrá una influencia decisiva para conseguir una estructura durable. La estrategia de durabilidad deberá incluir los siguientes aspectos:

- Una dosificación de concreto tal y como indican las especificaciones técnicas con la finalidad de adquirir una resistencia eficiente, considerando la relación agua/cemento baja y la selección del cemento de acuerdo a la exposición ambiental.

Figura 1. Durabilidad durante las etapas de procesos del proyecto

47 - La mezcla, colocación y compactación del concreto deberá desarrollarse en un límite de tiempo establecido con el fin de mantener las propiedades del concreto.

- El curado de concreto se realizará con el fin de lograr el desarrollo de la resistencia en la cual se mantendrá el concreto húmedo y a temperatura adecuada.

Seguimiento y Control. Implica el uso y monitoreo necesario de la estructura para que no presenten deterioro durante la vida útil del proyecto, con el objetivo de prevenir la presencia de patologías.

Las actividades de monitoreo se describen a continuación:

- Conservar el proyecto de ejecución y en las mejores condiciones.

- Realizar inspecciones rutinarias, que aseguren correcto funcionamiento y durabilidad de la estructura.

- Realizar inspecciones principales, para detectar posibles daños.

- Realizar inspecciones especiales, como producto de los resultados de las inspecciones rutinarias y principales.

Cierre. Es el término de ciclo de vida del proyecto, cuando las propiedades de la estructura se han deteriorado hasta el punto de que su uso continuado se descarta, ya sea por estética, seguridad y durabilidad.

El resultado de la existencia de patologías resulta una estadística descriptiva en las diferentes fases del proyecto: Inicio, elaboración del proyecto (40%), planificación (4%), ejecución (28%), calidad de materiales (18%), seguimiento, control y uso (10%) (Helene & Pereira, Rehabilitacion y mantenimiento de estructuras de concreto, 2007, pág. 598). En la Figura 2, se muestra el origen de los problemas patológicos en las etapas del proyecto.

48

Fuente: Helene P,(1983). Agresividad del medio y la durabilidad del hormigón.

Las patologías llegan a manifestarse durante la construcción o puesta en obra, pero con mayor incide en la etapa de uso. Por ejemplo, una reacción álcali-agregado solo aparece con intensidad aproximadamente después de 6 años de uso, por ello al realizar un diagnóstico adecuado de patología, se debe indicar en qué etapa del proyecto dio origen (Bernal, 2009, pág. 210).

2.2.3.2 FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD

Existen diversos factores que pueden afectar la durabilidad del concreto, como las condiciones de exposición, servicio y procedimientos constructivos que generalmente tienen un rol muy importante en la vida útil de los elementos de concreto.

Estos factores generan los daños más comunes comprendidos en: las condiciones de exposición, que son debidas a las características generales como la posición geográfica, características del lugar y medio de contacto; las condiciones de servicio, debido a ataques físicos, químicos y fisicoquímicos al concreto; y el procedimiento constructivo previo, durante y posterior a la colocación del concreto.

En particular, el deterioro de los elementos de concreto tiene causas muy variables y que pueden ocurrir a un mismo tiempo. Por tal razón, es necesario identificarla y reconocer su posible procedencia; más aún, tener conocimiento de su origen y magnitud, ya que estas características son esenciales para poder reparar y prolongar la vida útil de la estructura. En el Figura 3, se detallan los factores que afectan la durabilidad del concreto.

Figura 2. Origen de los problemas patológicos con relación a las etapas del proyecto

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Fuente: Molina Benavente, (2009). Monitoreo y Diagnóstico de Estructuras de Concreto Armado afectadas por corrosión de cloruros.

Condiciones de Exposición. La determinación de las condiciones de exposición es designada por el medio ambiente que depende de la posición geográfica, carácter del lugar y características del medio de contacto que corresponde al suelo, el agua o otra sustancia sólida, liquida o gaseosa que eventualmente pueda tener contacto con la estructura de concreto.

Posición Geográfica. Para el caso de deterioro de una estructura es necesario especificar las condiciones climatológicas e intervalos de temperatura del medio ambiente que puede manifestar dicha área. Este tipo de estudio se realiza en la etapa de inicio del proyecto donde se identifica las condiciones para la elaboración de las estructuras de concreto con la finalidad de proporcionar durabilidad y medidas preventivas de protección al concreto.

Carácter del lugar. Las condiciones del medio ambiente o servicio de una estructura de concreto, tiene una incidencia directa sobre los procesos de deterioro y

Figura 3. Factores que afectan la durabilidad del concreto

50 para ello, debe tenerse en cuenta la humedad y la exposición a agentes agresivos. De acuerdo a estas características se seleccionará los materiales idóneos con el fin de obtener un concreto durable frente a las condiciones medio ambientales.

En la Tabla 5, se presenta una clasificación de la agresividad del medio ambiente en función de la durabilidad del concreto y nivel de resistencia.

Tabla 5.

Clase de concreto según la agresividad del medio ambiente Agresión del

medio ambiente

Clase de concreto por durabilidad

Nivel de Resistencia

MPA Kg/cm2

Muy severa Durable > 35 >350

Severa Resistente 28 - 34 280 - 340

Moderada Normal 21 - 27 210 - 270

Ligera Pobre 10 - 20 100 - 200

Nota. Fuente: Durabilidad y patología del concreto, Sánchez D.,2017, Asocreto

Medio de Contacto. Las estructuras de concreto puestas en servicio tienen contacto directo con diferentes medios, entre ellos están: el suelo, agua, etc. Estos son los que pueden tener un carácter agresivo que afecte la durabilidad de la estructura al entrar en contacto; y esto se debe a que de manera natural estos medios pueden contener sustancias agresivas y en un tiempo ser causantes de daños en el concreto.

A pesar de ello, se debe tomar precauciones para aislar la estructura de concreto de su medio de contacto, para ello se recomienda:

- Reducir el nivel freático por medio de drenes

- Aplicar recubrimiento de protección sobre las superficies de concreto según la norma RNE - E.060 Concreto Armado.

- Sustituir el material producto de excavación por otro libre de sustancias agresivas para efectuar los rellenos de las cimentaciones.

Condiciones de Servicio. Las estructuras de concreto están expuestas a medios agresivos nocivos asociados directamente con la durabilidad. Para que una estructura de concreto pueda cumplir con los requisitos de durabilidad deberá resistir la agresividad física, química y fisicoquímico de acuerdo a las condiciones de servicio.

51 Procedimiento Constructivo. En la elaboración de un concreto durable se debe tener mucha atención a las actividades de: mezcla, colocación, compactación y curado del concreto en su totalidad, de esta manera tener la seguridad de que el concreto pueda cumplir con las necesidades para la que fue diseñado.

Sin embargo, en la actualidad se ha identificado que el mayor porcentaje de defectos observados en los elementos de concreto se origina por la aplicación de procedimientos constructivos deficientes y falta de conocimiento sobre el manejo adecuado de los materiales.

Es una condición obligatoria que se cumplan con todos los procedimientos constructivos sugeridos en el diseño, mezcla, transporte, manejo, colocación, curado y acabado para lograr un concreto durable, ya que esto permite conservar las propiedades eficientes de los materiales, mejorar las condiciones de diseño, generar calidad de acuerdo con las necesidades del proyecto y disminuir costos de mantenimiento y reparaciones.