LECCI

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(No Transcript)
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ÍNDICE

• Durabilidad
• Vida útil y vida residual
• Microestructura del hormigón
• El agua en los poros
• Mecanismos de transporte
• Transporte en aire húmedo
• Transporte por agua de lluvia y salpicaduras
• Transporte por inmersión
• Factores que intervienen en la durabilidad
• Agentes externos
• Materiales

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DURABILIDAD

• Durabilidad de una estructura
• capacidad para soportar, durante su vida útil,
  las condiciones físico-químicas a las que va a
  estar expuesta, conservando sus condiciones de
  seguridad, funcionalidad y aspecto, sin costes
  inesperados de mantenimiento o reparación
• Durabilidad del hormigón
• capacidad de comportarse satisfactoriamente
  frente a las acciones físicas o químicas
  agresivas y proteger adecuadamente a las
  armaduras y demás elementos metálicos embebidos
  en el hormigón durante la vida útil de la
  estructura

PROYECTISTA (Prepara especificaciones de diseño)
PROPIEDAD (Define sus deseos presentes y futuros)
VIDA ÚTIL
CONTRATISTA (Construcción. Materiales. Ensayos)
USUARIOS (Responsable del mantenimiento)
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DURABILIDAD

• Vida útil
• Período de tiempo en el que una estructura
  conserva los requisitos de proyecto sobre
  seguridad, funcionalidad y estética sin costos
  inesperados de mantenimiento

Modelo de TUUTTI (grado de corrosión)
Inaceptable
Grado de corrosión
Aceptable
Tiempo
Iniciación
Propagación
VIDA ÚTIL
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DURABILIDAD

• Vida útil y vida residual

Respuesta actual
Respuesta mínima
Respuesta estructural
Hoy
Tiempo
Vida residual
Reparación
Inicial
Comportamiento
Mínimo
Tiempo
Vida útil
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DURABILIDAD

• Vida útil (EHE-08)

Tipo de estructura Vida útil nominal
Estructuras de carácter temporal Entre 3 y 10 años
Elementos reemplazables que no forman parte de la estructura principal (barandillas, apoyos de tuberías, etc) Entre 10 y 20 años
Edificios o instalaciones agrícolas o industriales y obras marítimas Entre 15 y 50 años
Edificios de carácter monumental o de importancia especial 100 años
Puentes de longitud total igual o superior a 100 m y otras estructuras de ingeniería civil de repercusión económica alta 100 años
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DURABILIDAD
PROYECTO
MATERIALES
EJECUCIÓN
DETERIORO DEL HORMIGÓN
DETERIORO DE LAS ARMADURAS
DURABILIDAD
Físico
Químico-Biológico
Corrosión
Resistencia
Condiciones Superficiales
Rigidez
SEGURIDAD
ASPECTO
FUNCIONALIDAD
COMPORTAMIENTO
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DURABILIDAD

• Microestructura del hormigón

Mecanismos de transporte
Mecanismos de fijación
Transporte de líquidos y gases
Intercambio de substancias disueltas
Tipo y velocidad
Poros interconectados
Porosidad fundamental
Distribución del tamaño de los poros
MICROESTRUCTURA
COMPORTAMIENTO MECÁNICO
TRANSPORTE DE FLUIDOS
COMPORTAMIENTO REOLÓGICO
Resistencia
Tenacidad
Impermeabilidad
DURABILIDAD
Retracción
Fluencia
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DURABILIDAD

• Microestructura del hormigón Porosidad

Tamaño de los poros

• Poros de compactación

Huecos de aire en la masa de hormigón,
consecuencia de un proceso de compactación
deficiente.
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• Huecos de aire

Macro poros
Huecos de aire de forma regular generados como
consecuencia del uso de aireantes.
10-3
DURABILIDAD
10-4

• Porosidad capilar

• Exceso de agua con respecto a la exacta cantidad
  necesaria para hidratar todo el cemento.
  (porosidad capilar de grandes diámetros)
• Debida a la estructura cristalina de los
  productos de hidratación. La densidad del cemento
  anhidro es 2,25 veces mayor que la de conjunto de
  productos hidratados (porosidad capilar de
  tamaños pequeños)

10-5
Poros Capilares
10-6
10-7
10-8
Micro poros

• Porosidad de gel

10-9
Oquedades existentes los geles que forman los
silicatos cálcicos hidratados (C-S-H).
10-10
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DURABILIDAD

• El agua en los poros Origen

• En los productos hidratados

• Como resultado de combinaciones químicas

• Restos de agua de fabricación

• Encerrada en los poros

• Agua circulante a través de la red capilar

• Función de la humedad exterior

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DURABILIDAD

• El agua en los poros Estado

• Agua combinada

• Se encuentra en los productos resultantes de la
  hidratación
• No se puede eliminar por secado convencional

• Agua intercapa o zeolítica

Capa de gel

• Se encuentra en las capas de gel
• Se elimina con secado enérgico y humedades
  relativas menores del 11
• Su pérdida provoca retracción (aunque es difícil
  que se elimine)

Agua

• Agua adsorbida

• Se fija en la superficie de los poros
• Alcanza espesores de hasta 150?m
• Puede eliminarse mediante secado con humedades de
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• Es causa fundamental de los fenómenos de
  retracción y fluencia

• Agua libre o capilar

• Poros de pequeño diámetro (radio de alrededor de
  100?m)
• Su extracción conlleva pérdida de volumen
• Poros de gran diámetro (radio mayor de 1000?m)
• Es la denominada agua libre
• Gobierna el mecanismo de ingreso en el hormigón
  de substancias agresivas

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DURABILIDAD

• El agua en los poros Influencia

• Sobre la resistencia

• Si aumentan los macroporos capilares disminuye la
  resistencia

• Sobre las deformaciones

• Pérdida del agua zeolítica
• Pérdida del agua adsorbida
• Pérdida del agua capilar (mesoporos)

RETRACCIÓN
FLUENCIA

• Movimiento de agua adsorbida

• Sobre la durabilidad

Ingreso desde el exterior de substancias
agresivas con el agua libre de los macroporos
Reacciones que alteran el hormigón
Modificación del PH
Corrosión de armaduras
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DURABILIDAD

• Mecanismos de transporte

Líquidos
Líquidos
(Iones en disolución acuosa)
Gases
Difusión Permeabilidad Succión Adsorción Migración
Tipo de substancia Grado de concentración Condicio
nes ambientales Estructura porosa
Mecanismos
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DURABILIDAD

• Mecanismos de transporte

• DIFUSIÓN

• Transferencia de moléculas libres o iones en la
  solución acuosa de los poros
• Se produce cuando hay gradiente de concentración

C1
C2
Difusión

• Difusión CO2
• Difusión de ión cloruro
• Difusión de oxigeno y vapor de agua

CARBONATACIÓN CLORUROS DESPASIVANTES CORROSIÓN DE
ARMADURAS
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DURABILIDAD

• Mecanismos de transporte

• PERMEABILIDAD

• Flujo de líquidos o gases como consecuencia de un
  gradiente de presión

• ADSORCIÓN

• Fijación de moléculas de agua en una superficie
  sólida

• SUCCIÓN CAPILAR

• Ingreso de agua en estado líquido desde el
  exterior

• MIGRACIÓN

• Transporte de iones a través de un electrolito
  por la acción de un campo eléctrico
• Provoca diferencias de concentración

DIFUSIÓN
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DURABILIDAD

• Transporte en aire húmedo

• Procesos de difusión en función de la humedad
  del aire

100
Contenido de agua ()
HR ()
100

• Fijación de moléculas de agua por adsorción

• El dióxido de carbono reacciona en la pared de
  los poros
• El oxigeno es consumido durante la corrosión de
  las armaduras

Disminución de la concentración
DIFUSIÓN
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DURABILIDAD

• Transporte por agua de lluvia y salpicaduras

Transporte de substancias disueltas
Saturación muy rápida

• Succión capilar

Difusión de gases impedida

• Cuando se alcanza el equilibrio juega un papel
  importante la difusión

• El agua se absorbe a una velocidad mayor de la
  que se pierde por evaporación

100
Contenido relativo de agua en la superficie
Desecación
Tiempo
Humidificación
Desecación
Humidificación
Humidificación
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DURABILIDAD

• Transporte por inmersión

• En principio actúa la succión capilar (acelerada
  por presión hidráulica)

• Para que haya transporte interno se precisa que
  haya evaporación

4
3
1
4
1
2
2
3
2
1
4
3
1
Transporte de agua por presión hidráulica y
succión capilar
2
Transporte de agua y agentes disueltos
3
Evaporación
4
Cristalización de agentes disueltos

• Los agentes transportados se depositan
  principalmente en las zonas de evaporación

• Importantes efectos químicos por acumulación de
  substancias agresivas

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FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DURABILIDAD
TIEMPO
MATERIALES
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FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DURABILIDAD

• Precipitación anual media

Transformaciones químicas
Clima

• Temperatura anual media

Acción del hielo
Clima

• Saturación

Presa

• Ciclos
• Humedad
• sequedad

AGENTES EXTERNOS
Carrera de marea
Dique

• Agua salada

• Olas

Tipo de obra
Puente
Acción del hielo, sales fundentes
Clima
Edificación
Seco
Edificación Industrial
Agresión química
Cimentación
Sulfatos
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FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DURABILIDAD
Permeabilidad
Accesibilidad
Porosidad
Hormigón
Componentes hidratados
Composición
Áridos
MATERIALES
Fisuración
Armadura
Corrosión
Recubrimiento
Carbonatación
...