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¿Se pueden evitar fisuras en el concreto?

Fisuras

Una fisura es una rotura, una separación, o agrietamiento. En términos constructivos, una fisura es un rompimiento del concreto. El concreto provee a la infraestructura, resistencia, rigidez y flexibilidad frente a la deformación. 

fisuras en concretoSin embargo, estas características no suprimen que las estructuras de concreto carezcan de la plasticidad para moverse en respuesta a cambios ambientales o de volumen.

El craqueamiento es usualmente la primera señal de fatiga del concreto. Sin embargo, es posible que exista deterioro antes de la aparición de la fisura. El agrietamiento puede ocurrir tanto en el concreto fraguado endurecido como en el plástico como resultado de cambios de volumen y esfuerzos recurrentes.

Es importante identificar la principal preocupación con respecto a cualquier agrietamiento. Las principales preocupaciones son si las grietas afectarán la integridad estructural; ya sea por un diseño inadecuado, una estética inaceptable o reducción de su durabilidad.

Las condiciones ambientales pueden condicionar mayores efectos por las fisuras.  Una exposición más agresiva aumenta la posibilidad de inestabilidad estructural. Los tamaños de las fisuras van desde microfisuras que exponen el concreto a las eflorescencias hasta grietas mayores que se generan por cargas externas.

El registro de los tamaños, formas y ubicaciones de las fisuras puede ayudar a determinar sus causas iniciales. Si no se evalúan correctamente, las fisuras pueden producir problemas adicionales y reaparición de las mismas luego de su reparación.

Agrietamiento en concreto plástico

Las fisuras que se forman en el concreto se pueden clasificar como agrietamiento por contracción plástica o agrietamiento por asentamiento plástico. Ambos tipos resultan del proceso de exudación (o sangrado) y segregación que ocurre cuando se coloca concreto fresco.

Agrietamiento por contracción plástica

La evaporación del agua ocurre en la superficie y se acelera a altas temperaturas y/o baja humedad, particularmente en climas ventosos. Si la evaporación ocurre a un mayor ritmo que la exudación, hay una pérdida neta de agua de la capa superficial del concreto, provocando una reducción neta del volumen.
La capa superficial de concreto intenta contraerse, pero está restringida por capas subyacentes no sujetas a la misma reducción de volumen. El resultado de la restricción es que se desarrollan tensiones de tracción en la capa superficial y se formen fisuras. Como el concreto tiene una resistencia muy baja en esta etapa el patrón de las grietas por contracción plástica suele ser aleatorio. También puede verse influenciado por el sentido de las operaciones de acabado.

Las fisuras por contracción plástica son generalmente poco profundas y aproximadamente miden entre 1 a 2 mm de ancho. Y se forman en la capa de lechada del concreto. La lechada es una acumulación de partículas finas en la superficie del concreto recién colocado que ocurre cuando hay un movimiento ascendente del agua a través del concreto. Ello debido a la presencia de agua de mezcla, apisonamiento excesivo o vibración del concreto. A medida que las partículas más pesadas del hormigón se depositan por la gravedad, empujan el agua y las partículas más ligeras hacia la superficie. 

No monitorear adecuadamente la temperatura, viento y humedad puede causar que la tasa de evaporación del agua superficial exceda la tasa de sangrado. Secando la capa superficial del concreto y por lo tanto encogiéndola debido a la deshidratación. Sin embargo, el concreto debajo de la capa superficial todavía está bien hidratado y mantiene su volumen. Esto aplica fuerzas de tracción opuestas a la parte inferior del concreto que se seca en la superficie, provocando un concreto fisurado.

Agrietamiento por asentamiento plástico.

Este fisuramiento puede ocurrir como resultado de restricciones a la consolidación del concreto fresco como el uso de barras de refuerzo de acero o encofrados. A medida que el concreto sangra (exuda), el agua migra hacia la superficie. El asentamiento ocurre cuando el agregado y el cemento avanzan hacia abajo debido a la gravedad. Esta separación forma una capa más débil en la superficie. La contraindicación de instalar acero de refuerzo cerca de la superficie y cubierto de manera insuficiente con concreto puede causarle fisuras a este.

Las fisuras por asentamiento plástico también pueden ocurrir en formas que involucran un cambio repentino en la profundidad del concreto. Debido que se asienta más en las secciones profundas que en las superficiales, lo que obliga a agrietarse en el punto de cambio

Agrietamiento en concreto endurecido.

El agrietamiento en el concreto endurecido puede ser el resultado de muchas causas. Los motivos que influyen en la implementación de las juntas incluyen: retracción por secado, así como las tensiones térmicas. Es obligatorio comprender los hechos que influyen en los orígenes del agrietamiento para eliminar la causa y seleccionar el método de reparación correcto.

Retracción por el secado

Principal causa de fisuramiento en el concreto. Las fisuras se forman por la restricción a los cambios de volumen causados por la pérdida de exceso de agua. Las fisuras por retracción ocurren dependiendo de la velocidad de secado, pero generalmente aparecen desde varios meses a tres o cuatro años después del vaciado. La pérdida de humedad del concreto fresco da como resultado una reducción de volumen. Si la actividad de contracción se opone a alguna restricción externa o interna, se desarrollarán tensiones. Cuando estas excedan la resistencia de tracción del concreto, aparecen fisuras.

Losas delgadas en una gran área superficial son particularmente vulnerables. El secado se produce desde la superficie y, por tanto, la capa superficial se ve afectada primero. Asimismo, las superficies de los elementos de sección transversal grandes pueden agrietarse cuando el movimiento está restringido en el sector interno del hormigón. 

El concreto cerca de las esquinas y los bordes es particularmente propenso a agrietarse por la pérdida de humedad en las superficies adyacentes. No existe un patrón típico de agrietamiento por retracción durante secado. Y es porque las fisuras se forman en cualquier lugar donde hay una restricción al movimiento de contracción. Estas generalmente ocurren perpendiculares a la dirección de la restricción.

Factores a tener en cuenta

Estas fisuraciones son el resultado de una combinación de factores que influyen en la magnitud de los esfuerzos de tracción que la provocan. Afectan a: la cantidad y velocidad de contracción, el grado de restricción, el módulo de elasticidad y la cantidad de fluencia. Existen otros factores adicionales como: el tipo de agregado, contenido de agua, tipo de cemento, proporciones de la mezcla, y las propiedades mecánicas del concreto.

La cantidad, el tipo de agregado y la pasta de cemento son las principales influencias en la cuantía de retracción por secado. Para minimizar esta contracción es mejor usar un agregado rígido en volúmenes altos en relación con la pasta de cemento. Y es porque la tasa de contracción aumenta con el mayor volumen de pasta de cemento. El agregado proporciona restricciones internas a la contracción. De manera similar, los aumentos en la proporción de agua a cemento en la pasta de cemento tienen un gran efecto. Aumentan el nivel de contracción al aumentar el potencial de pérdida de volumen por evaporación del agua.

Tensiones térmicas

Las diferencias de temperatura dentro de una estructura de concreto pueden ser originadas por varias causas. Partes de la estructura pueden perder calor a diferentes velocidades en el proceso de hidratación. También las condiciones climáticas enfrían o calientan una parte de la estructura en un grado diferente o en una velocidad diferente a otra parte de la estructura. Estas diferencias de temperatura dan como resultado un cambio de volumen diferencial, lo que conduce a grietas. Esto normalmente se asocia con la abundancia de hormigón y áreas grandes y más gruesas de, losas, columnas, pilares, vigas y zapatas.

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