La durabilidad del concreto | Factores relacionados.

hormigón

Un concreto duradero es aquel que se comporta satisfactoriamente incluso en condiciones de exposición extremas previstas durante la vida útil designada de la estructura en cuestión. A continuación también se analizan varios factores que afectan la durabilidad del hormigón.

---> Concret, en ingles, se traduce hormigon al español, algunos paises han adoptado el termino "CONCRETO", para referirse al hormigon, aunque la palabra "concreto" es muy utilizada, el termino correcto es hormigon. Asi de ahora en adelante al referirnos al hormigon, nos referimos al "concreto".

La resiliencia o durabilidad es la capacidad de durar mucho tiempo sin un deterioro significativo.

Un producto duradero ayuda al medio ambiente al ahorrar materia primas y reducir los desechos y los efectos ecológicos de trabajos de reparación y sustitución. La fabricación de materiales de estructura sustitutos disminuye los depósitos naturales y puede producir contaminación del aire y del agua.

El concreto resiste la actividad de la intemperie, el ataque químico y también la abrasión, al tiempo que conserva el diseño deseado de las propiedades residenciales o comerciales. Varios hormigones necesitan varios niveles de durabilidad dependiendo del entorno de exposición directa y también de las propiedades residenciales o comerciales deseadas. Ingredientes concretos, su proporción, interacciones.entre ellos, la colocación y los métodos de curado y el entorno de servicio identifican la máxima tenacidad y vida del hormigón.

La vida útil de diseño de muchas estructuras suele ser de tres décadas, aunque los edificios suelen durar de 50 a 100 años o más. Debido a la baja durabilidad, muchas estructuras de hormigón y piedra son demolidas. Las estructura de hormigón se puede reutilizar cambiando su uso, asingnadole un uso de menor nivel para que pueda seguie siendo util. El hormigón, como producto estructural y también como revestimiento exterior del edificio , tiene la capacidad de resistir los sistemas de deterioro normales de la naturaleza además de las calamidades naturales.

La longevidad del hormigón puede definirse como la capacidad del hormigón para resistir la acción de la intemperie, el impacto químico y la abrasión, manteniendo sus caracteristicas de ingeniería preferidas. Los diferentes hormigones requieren varios grados de resiliencia dependiendo del entorno de exposición, así como de los proyecciones deseados. Por ejemplo, el hormigón expuesto al agua de mar de las mareas ciertamente tendrá varios requisitos que una losa de hormigón para interiores .

Generalmente reconocido como el material típicamente utilizado en la construcción, el hormigón juega un papel importante en las obras de construcción. Es muy demandado por constructores y otras organizaciones profesionales, empresas industriales, municipios y propietarios / inquilinos. Aunque no es vulnerable al constante deterioro y daño, el hormigón debe recibir la protección adecuada contra fuerzas externas. Los revestimientos protectores o las características de aplicación deben ser de alta calidad para reducir el efecto de la corrosión externa en las estructuras de hormigón.

Los Agregados que son parte del conreto, se refieren a la mezcla de materiales petreos gruesos como arena, grava, roca. Los agregados, cuando se utilizan como material de construcción, proporcionan suficiente resistencia al hormigón y aumentan su trabajabilidad.

Contenido de agua: La trabajabilidad del hormigón se ve muy afectada por el contenido de agua del hormigón. Cuando el contenido de agua es menor, la resistencia de las estructuras de hormigón aumenta significativamente y se reduce la cantidad de tracción requerida.

Tiempo de curado: es necesario tener suficiente tiempo de curado para obtener un resultado de buena calidad. La exposición prolongada al calor, la humedad y el ácido hace que los materiales se deterioren más rápidamente. Existen diferentes tipos de métodos de curado, dependiendo de las características del hormigón, como el curado químico, mecánico, de fundición en húmedo y mecánico.

Factores relacionados con la durabilidad del hormigón

Los factores relacionados con la durabilidad del hormigón se han estudiado durante muchos años y es un hecho bien conocido que el hormigón no combina bien con el agua de mar. El agua de mar contiene una alta concentración de oxígeno disuelto, sal, minerales y varios tipos de compuestos orgánicos tóxicos (COV). A medida que pasa el tiempo, incluso pequeñas cantidades de estos productos químicos que penetran en el hormigón pueden producir efectos negativos importantes que dañan la resistencia y durabilidad de la estructura. El agua de mar también es muy corrosiva y corroe las estructuras de hormigón a un ritmo mucho más rápido.

Factores relacionados con la durabilidad del hormigón

Es debido a estos factores que las estructuras de hormigón no se comportan bien en entornos extremos. El agua de mar y los metales pesados ​​son algunos de los peores enemigos de las estructuras de hormigón y esta es la razón por la que necesitan tratamientos especiales solo para protegerlas de estos. Además de protegerlos del agua de mar y los metales pesados, otro factor que se ha estudiado ampliamente es el fortalecimiento de la estructura mediante acero de refuerzo. El refuerzo proporciona la fuerza adicional necesaria para soportar la TRACCION de cargas pesadas y sin ningún debilitamiento estructural importante.

Hay cuatro tipos diferentes de acero de refuerzo, acero laminado en frío, acero laminado en caliente, acero galvanizado y acero de grado marino. El acero laminado en frío es el tipo más antiguo y el único que se ha probado para prolongar la vida útil del hormigón. Está hecho de hebras de acero de bordes escariados o formados que se envuelven alrededor de espuma de poliestireno u otro material que forma una capa más interna. Aunque esta forma de acero de refuerzo no tiene una gran diferencia en la vida útil del hormigón.

Otro factor estudiado extensamente para la durabilidad del hormigón es el ataque químico. El ataque químico ocurre cuando se usa algún tipo de agente fuerte para tratar el concreto. Los ejemplos más populares de tales agentes son ácidos, álcalis o ácido fosfórico. Sin embargo, estos agentes pueden ablandar el hormigón y hacer que su superficie sea más maleable, pero no son capaces de cambiar la naturaleza fundamental del hormigón. Son capaces de reducir la altura y el espesor del hormigón. Por lo tanto, si un edificio no tiene una relación agua-cementosa baja, es probable que el edificio experimente un deterioro temprano.

Un tercer factor estudiado para la durabilidad del hormigón es el ataque de sulfatos.

Ataque de sulfato al concreto: ¿Cómo identificarlo?

ataque de sulfato sobre hormigón

¿Qué es exactamente un ataque de sulfato al hormigón? Básicamente, cuando mezcla agua con cemento, ya sea agua del grifo o del lago, un compuesto resultante es ácido clorhídrico y puede formar una grieta o un pequeño agujero en el concreto a medida que se endurece con el tiempo. Cuando esto sucede, los elementos responsables del hormigón armado, como el carbonato de calcio y otros materiales agregados, comienzan a debilitarse a través de lo que se llama una grieta de recocido, donde el hormigón real comienza a agrietarse antes de que el nuevo agregado pueda curarse por completo, lo que provoca lo que se conoce. como post-fisura (o construcción post-fisura).

El cuarto factor estudiado es la relación agua-cemento.

La proporción de agua-cemento en el hormigón.

La relación agua-cemento en el hormigón debe determinarse para la resistencia típica del hormigón. El hormigón de alta calidad puede tener una relación agua-cemento más baja.

La relación agua-cemento en el concreto es un aspecto importante al mezclar el concreto mientras se determina la cantidad adecuada de agregado grueso necesaria para una construcción exitosa. A menudo, mientras se mezcla el concreto, se puede agregar demasiado agregado grueso que disminuirá la resistencia de la estructura. Además, al mezclar concreto, asegúrese de no incluir demasiada agua porque el agua puede evaporarse dejando un exceso de agregado fino que también reducirá la resistencia de la estructura.

 

Cómo la alcalinidad afecta la durabilidad del hormigón.

El último factor estudiado para la durabilidad del hormigón es la alcalinidad.

La alcalinidad se define como la acidez o alcalinidad de una solución. Hay un dicho famoso, "Alcalino es el mejor amigo de un edificio". Este dicho es obviamente cierto en muchos sentidos porque las condiciones alcalinas son ideales para reforzar estructuras fuertes como rascacielos. Sin embargo, las condiciones alcalinas fuertes también son indeseables porque dan como resultado una rápida degradación del hormigón.

Mas Factores asociados con la tenacidad  o durabilidad del hormigón.

Alta humedad y lluvia.

Con poco o ningún material orgánico, el hormigón es resistente al desgaste debido a la putrefacción o la oxidación enclimas cálidos y húmedos. La humedad puede entrar en una estructura a través de las juntas entre los componentes de hormigón. Sin duda, el mantenimiento anual de las articulaciones minimizará esta posibilidad. Más importante aún, si la humedad ingresa a través de las juntas, no dañará el concreto. Las paredes requieren tomar un respiro o el concreto ciertamente se secará si no se cubre con capas de membranas impermeables .

La humedad atrapada en algún momento pudre el revestimiento, el aislamiento y la estructura de madera. También desgasta la estructura de acero y también los complementos de acero. Debido a que estos sustratos son muy estables y tampoco están sujetos a pudrición o deterioro, en realidad ha habido menos problemas con el uso de EIFS sobre bases sólidas como concreto o mampostería.

Resistencia ultravioleta.

La sección ultravioleta de la radiación solar no daña el hormigón.El uso de pigmentos de colores en el hormigón mantiene la sombra en los componentes estéticos (superficies de paredes o suelos, por ejemplo) mucho tiempo después de que las pinturas se hayan desvanecido como resultado de los impactos del sol.

No apto para comer.

Debido al hecho de que no es comestible, las alimañas y también las plagas no pueden arruinar el hormigón. Algunos productos más blandos no son aptos para comer y aún así dan paso a los insectos. Como resultado de su solidez, las alimañas y los insectos no perforarán el hormigón.

Problemas de exposición moderados a graves para el hormigón.

Los siguientes son condiciones de exposición y mecanismos de degeneración muy importantes en el hormigón. Cuando se diseña correctamente, el hormigón puede resistir estos efectos.

Resistencia a las condiciones climáticas.

Resistencia al frío y al deshielo.

El factor de intemperismo más posiblemente dañino es el frío y el deshielo mientras el hormigón está húmedo, especialmente en presencia de productos químicos anticongelantes. La degeneración es provocada por la congelación del agua y el subsecuente crecimiento en la pasta, las partículas agregadas o ambos.

Cuando tiene un sistema adecuado de burbujas de aire microscópicas, adquiridas a través dela adición de un aditivo incorporador de aire y también una mezcla completa, el hormigón es muy resistente al frío y al deshielo. Estas pequeñas burbujas de aire dentro del hormigón se adaptan al desarrollo del agua hasta convertirse en hielo y, por lo tanto, alivian la presión interna producida. El hormigón con una relación agua-cemento reducida (0,40 o menos) es mucho más resistente que el hormigón con una alta relación agua-cemento (0,50 o más). El concreto con aire incorporado con una proporción reducida de agua y cemento y un contenido de red de aire del 5 al 8 por ciento de los huecos de aire debidamente dispersos ciertamente soportará una multitud de ciclos de frío y descongelamiento sin problemas.

Resistencia química.

Resistencia química: el hormigón es inmune a muchos productos químicos y entornos naturales. El concreto se usa constantemente para la construcción y construcción de transporte de drenaje, así como centros de tratamiento debido a su capacidad para resistir el óxido causado por los contaminantes altamente agresivos en la corriente de aguas residuales junto con los productos químicos incluidos en el tratamiento de estos artículos de desecho.

Sin embargo, el hormigón a veces se somete a materiales que pueden atacar y generar desgaste. El Hormigón en centros de fabricación y almacenamiento de productos químicos es especialmente propenso a ataques quimicos. El resultado de los cloruros y de los sulfatos se enumera a continuación.

Los ácidos atacan al hormigón deshaciendo la pasta de cemento y los materiales petreos a base de calcio. Además de utilizar hormigón poco permeable, se pueden utilizar mantenimientos superficiales para evitar que compuestos agresivos entren en contacto con el hormigón.

Resistencia al ataque de sulfatos.

Grandes cantidades de sulfatos en el suelo o el agua pueden atacar y también destruir un hormigón que no está desarrollado adecuadamente. Los sulfatos (por ejemplo, sulfato de calcio, sulfato de sal y sulfato de magnesio) pueden atacar al hormigón al reaccionar con compuestos hidratados en la pasta de hormigón fraguado. Estas reacciones pueden causar suficiente presión para crear gradualmente la fragmentación del hormigón.

Al igual que la roca totalmente natural, como la roca sedimentaria, el hormigón permeable (generalmente con una alta proporción de agua y cemento ) está en riesgo de erosión causada por la formación de sal.

El ataque de sulfatos y la formación de sales son mucho más graves en las áreas donde el hormigón se da los ciclos de humectación y secado, que a los ciclos de mojado continuo. Para la mejor defensa contra el ataque exterior de sulfato, para el concreto con una baja proporción de agua debe utilizarse materiales cementosos especialmente desarrollados para ambientes de sulfato.

Exposición directa al agua de mar.

De hecho, el hormigón se ha utilizado en exposiciones directas al agua salada durante años con un rendimiento excelente. Se requiere un cuidado único en el diseño de la mezcla y también la elección del producto para estas condiciones serias. Una estructura expuesta a agua salada es más propensa en la zona de mareas o salpicaduras donde hay ciclos repetidos de humectación y también de secado y / o frío y también de descongelación. Tanto para los sulfatos como los cloruros en el agua salada se requiere un concreto de baja permeabilidad de la estructura para disminuir la corrosión del acero y el ataque de sulfatos. Se debe utilizar cementos altamente resistente a los sulfatos, ademas se debe proporcionar una cobertura de hormigón adecuada sobre el acero de refuerzo , y la relación agua-cemento no debe exceder de 0,40.

Resistencia al cloruro y también a la corrosión del acero.

Los cloruros presentes en el concreto simple (el que no incluye acero reforzado ) generalmente no es un problema de tenacidad. En reforzado, la pasta protege el acero incrustado del deterioro debido a su naturaleza muy alcalina. La atmósfera de pH alto en el hormigón (generalmente por encima de 12,5) provoca una película protectora de óxido pasiva sobre la base del acero. No obstante, la existencia de iones de cloruro de descongelantes o agua salada puede penetrar la película o dañar. Cuando el umbral de deterioro del cloruro se alcanza , se desarrolla una corriente electroquímica a lo largo del acero o entre las barras de acero y comienza el proceso de deterioro.

La resistencia del hormigón al cloruro es excelente; Sin embargo, para atmósferas severas como los tableros de puentes, se puede aumentar utilizando una baja proporción agua-cementosa (alrededor de 0.40), un mínimo de siete días de curado húmedo y productos cementosos auxiliares como el humo de sílice, para disminuir la permeabilidad en el estructura. Mejorar la cobertura de hormigón sobre el acero también ayuda a reducir el movimiento de cloruros. Varios otros métodos para disminuir la oxidación del acero, que consisten en el uso de aditivos para prevenir la corrosión, acero de refuerzo revestido con epoxi, tratamientos de superficie, revestimientos de hormigón y también seguridad catódica.

Resistencia ASR.

Resistencia a la reacción álcali-sílice (ASR).

La respuesta álcali-sílice (ASR) es una reacción extensa entre tipos particulares de sílice en acumulaciones, así como antiácido de potasio y sal en la pasta de hormigón. La sensibilidad es posiblemente insegura solo cuando genera una expansión significativa. Los indicios de los agregados alcalinos pueden ser una red de fracturas, juntas cerradas o desconchadas, o el movimiento de partes de una estructura. La reacción álcali-sílice se puede controlar mediante la opción de acumulación adecuada y / o utilizando materiales cementosos adicionales (como cenizas volantes o cemento de escoria) o cementos mezclados verificados examinando para controlar la reacción. Con algunas acumulaciones reactivas , la gestión del nivel de álcali del hormigón harealmente logró el éxito. También se ha demostrado que los aditivos a base de litio evitan la expansión negativa debido a ASR.

Resistencia al óxido.

Resistencia a la abrasión.

El hormigón es inmune a los efectos abrasivos del clima regular. Los casos de abrasión grave y también de desintegración son pequeños fragmentos tipo particulas en agua que se reubica rápidamente , hielo flotante o áreas donde se permiten clavos de acero en los neumáticos. La resistencia a la abrasión está directamente relacionada con la resistencia del hormigón. Para áreas con abrasión severa, las investigaciones muestran que el concreto con resistencias a la compresión de 12,000 a 19,000 libras por pulgada cuadrada (psi) funcionan bien.

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