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Relleno de fisuras en obras de concreto armado |
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Resumen Las fisuras de elementos de construcción hechos de concreto simple y de concreto armado pueden sellarse con inyecciones de cemento ultrafino o de resinas sintéticas. Aquí se informa sobre ello. Las fisuras pueden dañar la durabilidad y la capacidad de servicio de los elementos de concreto o de concreto armado, y a veces su capacidad de carga. En el número anterior del Bulletin du Ciment se trató la importancia de las fisuras. El presente artículo está dedicado a aspectos importantes de la reparación de obras de concreto o de concreto armado que presentan fisuras. En primer lugar, consideraremos las inyecciones con resinas sintéticas o suspensiones de cemento ultrafino. Otras posibilidades, tales como el puenteado de fisuras por medio de revestimientos o de películas (por ejemplo, para la impermeabilización de obras hidráulicas por el lado de la corriente de agua) serán el objeto del próximo número del Bulletin du Ciment. Normas Las inyecciones de fisuras se tratan en detalle en dos normas alemanas:
Lo que se expone a continuación está basado principalmente en estas dos normas, así como también en documentos para un seminario del TFB que tuvo por tema "Instandsetzung von Stahlbetonbauten: Verstärken und Abdichten".2, 8, 9
Elección del procedimiento El rellenado de fisuras puede hacerse con diferentes propósitos:3 Sellado. Frenar o impedir la penetración de sustancias que favorecen la corrosión en los elementos de construcción. Impermeabilización. Eliminar los puntos no impermeabilizados que son la causa de fisuras en un elemento de construcción. Adherencia ligera. Ligar los dos bordes de la fisura con un material de elasticidad limitada. Adherencia resistente. Realizar una unión de los dos bordes de la fisura que resista la tensión para restablecer la capacidad de carga. Las exigencias relativas a los materiales de inyección difieren en función de cada uno de estos objetivos, y el surtido de productos que se encuentran en el mercado es relativamente grande. Al lado de los materiales sintéticos tales como resinas epóxicas, poliuretano o acrílicos, es necesario citar igualmente los cementos ultrafinos. Además del objetivo que se busca, el grado de humedad de las fisuras es un factor importante para la elección del procedimiento. Esto se toma en cuenta en el cuadro 1, en el que figuran materiales de relleno que permiten lograr un objetivo determinado. En el cuadro 2 se encuentran las condiciones de utilización específicas para los diferentes materiales y tipos de relleno de fisuras según las normas del "DAfStb".5 En cuanto a la utilización de suspensiones de cemento, las normas del "DAfStb" están un poco atrasadas, ya que los cementos ultrafinos con un diámetro máximo de granos de 0.006 mm (6 m m) que existen actualmente, permiten rellenar íntegramente incluso las fisuras de menos de 0.1 mm de ancho (véase también la referencia 10). En general, se puede decir básicamente que las suspensiones de cemento ultrafino son convenientes para el sellado sólido de fisuras ³ 0.2 mm de ancho.8 En el "ZTV-Riss 93",3 se tiene en cuenta que las suspensiones de cemento ultrafino se aceptan para el sellado y la impermeabilización de fisuras, así como también para la adherencia de los bordes de fisuras. En relación con las inyecciones de resina sintética, las inyecciones de cemento presentan la ventaja de proteger muy bien el armazón contra la corrosión (medio alcalino). La unión suave es el único procedimiento que, por razones evidentes, ellas no permiten. Materiales de inyección Ya se ha dado información detallada sobre las inyecciones en fisuras de suspensiones de cemento ultrafino en un número anterior del Bulletin du ciment.10 Por eso no trataremos aquí más que las principales resinas sintéticas. Las resinas epóxicas Son resinas de inyección con dos componentes que muestran buenas propiedades mecánicas. Sus propiedades físicas y químicas varían mucho. Su viscosidad, por ejemplo, puede ser de 100 a 25,000 MPa s, según su contenido de materiales de carga. Un gran número de resinas epóxicas tienen el inconveniente de no ser utilizables en los apoyos húmedos, o de serlo sólo de manera limitada, ya que tienen mala adherencia. Las resinas epóxicas se aconsejan, entre otros casos, cuando se exige una o varias de las propiedades siguientes:9
Es igualmente útil la buena resistencia a los productos químicos; únicamente en presencia de ácidos fuertes su resistencia puede constituir un problema. Los sistemas a base de resinas epóxicas usuales no son suaves, o lo son en cierta medida. Es por eso que están particularmente indicados para el sellado por solidarización o para el pegado rígido de fisuras. Las resinas epóxicas suavizadas muestran una gran resistencia a la tracción por flexión. Ellas soportan sacudidas o ligeros movimientos sin desprenderse de los flancos de las fisuras. Los poliuretanos En el mercado se encuentran poliuretanos en forma de sistemas de uno o dos componentes. Se han utilizado desde hace más de 20 años. Según los estudios hechos en laboratorio, su durabilidad sobrepasa los 40 años, inclusive en un medio fuertemente básico (pH 13.5) [11]. Los poliuretanos son convenientes para inyecciones de fisuras, principalmente debido a las propiedades siguientes:9
La elasticidad de numerosas resinas de poliuretano comúnmente utilizadas para una impermeabilización durable es generalmente de menos de 10 por ciento. Concretamente, eso significa que su límite de elasticidad se logra cuando el ancho de las fisuras cambia para pasar de 0.30 mm a 0.33 mm.12 En presencia de agua sometida a presión, las espumas de poliuretano permiten una impermeabilización temporal rápida, que debe completarse de inmediato con una impermeabilización durable.11 Los polimetacrilatos Las resinas PMA para inyecciones son productos recientes que reaccionan de un modo completamente diferente a las resinas epóxicas o de poliuretano. Para las inyecciones en fisuras, interesan sobre todo las propiedades siguientes:9
Las resinas PMA pueden formularse tanto para el sellado mediante aherencia resistente (resistencias a la tensión por flexión de aproximadamente 15 N/mm2, resistencias a la compresión de hasta 30 N/mm2), como para la impermeabilización de fisuras. Las resinas PMA son interesantes debido a su elasticidad, que les permite no perder su efecto de impermeabilización en caso de deformación de las fisuras. Y como además se hinchan al contacto del agua, este efecto aumenta todavía más. Pero en el mercado se encuentran también sistemas relativamente duros que no se hinchan. Las inyecciones en la práctica El material se inyecta en las fisuras por medio de manguitos. Se distingue entre manguitos pegados y manguitos colocados en agujeros perforados. Los manguitos para agujeros perforados se introducen en canales previamente perforados de modo que se cruce la zona de fisuras. Con frecuencia se componen de pequeños tubos metálicos roscados, sobre los que se puede deslizar un dispositivo de expansión. Este último bloquea el manguito al mismo tiempo que impermeabiliza el canal taladrado. Por lo regular no es necesario rellenar las fisuras, pero, por razones prácticas, a menudo se las rellena de todos modos con una masilla a base de cemento o de mortero. Los manguitos pegados se componen de plaquetas metálicas o de material plástico con un conducto de relleno que se puede cerrar. Se pegan directamente sobre la fisura limpia. Las aberturas de fisuras no cubiertas por los manguitos pegadas deben rellenarse (masilla sintética o a base de cemento). Para la inyección de resinas sintéticas, se utilizan de preferencia manguitos para agujeros perforados. Para los elementos de construcción de concreto presforzado, en donde se podría dañar el acero de presfuerzo, se utilizan muy frecuentemente manguitos pegados.13 Para la inyección, se dispone de aparatos e instalaciones muy diversas. La inyección se hace con mayor frecuencia a presiones relativamente bajas (con presiones muy elevadas, se corre el riesgo de agrandar las fisuras). En general, se inyecta dos veces. Una vez que los trabajos de inyección están terminados, se quitan habitualmente los manguitos. Se tapa muy bien los agujeros taladrados con un mortero sintético o a base de cemento. Con frecuencia se protege aún más el elemento de construcción con un sistema de protección de superficie. El grado de relleno de las fisuras no se puede comprobar más que por medio de sacamuestras. Según la norma del "DAfStb",5 las fisuras de ancho > a 0.1 mm visibles en la superficie deben rellenarse al menos a 80 por ciento en caso de unión por adherencia Bibliografía 1. Hermann, K., "Remise en état d'ouvrages en béton armé (3): Les fissures / Influence sur l'étanchéité et la corrosion", Bulletin du Ciment 66 [10], 1998, pp. 3-7. 2. Pichler, W., "Abdichtungmögslichkeiten von Rissen und undichten Fugen / Systeme, praktische Beispiele", en los documentos para el seminario del TFB, núm. 974840, "Verstärken und Abdichten", 25 de marzo de 1998. 3. ZTF-Riss 93: "Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für das Füllen von Rissen in Betonbauteilen", herausgegeben vom Deutschen Bundesministerium für Verkehr, Verkehrsblatt-Verlag, Dortmund,1993. 4. Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen", parte 1: Allgemeine Regelungen und Planungsgrundsätze", publicado por el Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb), 1990, 15 pp. 5. "Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilien", parte 2: "Bauplanung und Bauausführung", publicado por el Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb), 1990, 54 pp. 6 "Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen ", parte 3: "Qualitätsslcherung der Bauausführung", publicado por el Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb), 1991, 35 pp. 7. "Richtlinie für Schutz und instandsetzung von Betonbauteilen", parte 4: "Qualitätssicherung der Bauprodukte", publicado por el Deutscer Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb), 1992, 63 pp. 8. Huth, W., "Rissverpressung mit Feinstzementen: Grundlagenund Beispiele", en documentos para el seminario del TFB núm. 974840 "Verstärken und Abdichten" del 25 de marzo de 1998. 9. Lichtsteiner, F., "Rissverpressungen mit Kunststoffen: Grundlagen und Beispiele" en documentos para el seminario del TFB núm. 974840 "Verstärken und Abdichten", 25 de marzo de 1998. 10. Hermann K., "Injections en fissures de suspensions de ciment ultrafin", Bulletin du Ciment 64 [4], 1996, pp. 3-7. 11. Graeve, H. y B. Riecks, "Abdichtende Injektionen mit neuen Werkstoffen" Strassen-und Tiefbau 50 [10], 1996, pp. 12-18. 12. Ruffert, G., "Abdichtungen von Rissen in Wasserbauwerken aus Beton", Strassen-und Tiefbau 49 [1], 1995, pp. 14-16. 13. Voegeli, R., "Einsatzmöglichkeiten der abdichtenden Injektion zur Bausanierung", en Wittmann, F.H. (editor). "Injizieren von Rissen", WTA-Schiftenreihe 5, 1996, pp. 21-34.
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Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto, A.C.
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