miércoles, 10 de diciembre de 2014

PROBLEMAS DE CORROSION POR PRESENCIA DE CLORUROS


Como hemos comentado en anteriores entradas al blog, el ataque por ión cloruro, suele ser de más importancia en cuanto a los daños que la corrosión generalizada producida por la carbonatación del hormigón. En efecto, el ataque por ión cloruro puede resultar devastador para las estructuras de hormigón armado.

En este sentido, en esta entrada voy a poner un ejemplo de ataque severo por corrosión de armaduras debidas a la presencia de ión cloruro.
Es una obra cerca de la playa, que en su momento se realizaron varias intervenciones de parcheo, pero que no contuvieron la degradación que sufría la estructura, hasta que llegó a nuestras manos y resolvimos hacer una intervención general.

En una primera inspección ocular, los pilares denotaban al exterior un cierto grado de ataque, con fisuras longitudinales siguiendo la armadura en algunos, aunque a simple vista no parecía un ataque muy grave. No obstante, y después de comprobar con un ensayo, la presencia muy grande del ión cloruro, en torno a 0,6-0,8 en peso de cemento, se decidió realizar las pertinentes catas para ver el estado de la armadura, antes de presentar un proyecto.

Picadura en pilar

Efectivamente y como se ve en la fotografía, el armado estaba severamente castigado con múltiples picaduras, que habían provocado una mordida al redondo, llevándose prácticamente la mitad de la sección.

Cabe añadir, que justo en este pilar, esta patología se había traducido en una manifestación al exterior del tipo fisura ni grieta, con lo que una simple inspección ocular no la hubiera detectado.




Pilar con armado seccionado
Se propuso la intervención estructural completa, sobre todo en las zonas más expuestas al ambiente marino, como es el caso de los pilares en fachada y la segunda crujía, también afectada por la presencia de ión cloruro y el apuntalamiento general.

En otro pilar expuesto, como se ve en la fotografia, la armadura había sido completamente seccionada, con lo que cuando se abrío el pilar, quitando el recubrimiento, el propio operario pudo quitar la armadura con la mano. En este caso, sí que se había trasmitido al exterior grietas siguiendo la dirección de la armadura. Antes se apuntaló convenientemente este pilar en toda la altura.







Los estribos en algunos casos, habían literalmente desaparecido completamente. Como se aprecian en las fotografias, estaban muy afectados.






La intervención fue una tarea ardua y complicada. No obstante y como un resumen muy somero, esta radicó en un completo rearmado del pilar mediante encamisados de hormigón y mortero de reparación tipo R3 - ya que el hormigón antiguo era un H-15-, sustituyendo la armadura afectada por otra y sobre todo, en el zunchado de los pilares mediante la colocación de estribos, para mejorar su comportamiento a compresión. Para que entrara en carga el encamisado (que suele ser el problema mayor en este tipo de intervenciones) se  realizó un puente de unión entre hormigón antiguo y el nuevo.
Se realizó un control exhaustivo sobre todo de la permeabilidad de la zona reparada, para no permitir el paso de los agentes agresivos. Así mismo se le dotó de una protección directa a la estructura mediante una imprimación y una indirecta, mediante el control del acceso a la estructura de la atmósfera marina.





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miércoles, 13 de agosto de 2014

FORJADOS DE VIGUETAS CERAMICAS. PROBLEMAS Y MANIFESTACIONES PATOLOGICAS

En las inspecciones e intervenciones estructurales llevadas a cabo en edificaciones de viviendas, con una antigüedad de las mismas en torno a 40-60 años, la aparición de forjados de viguetas cerámicas es un caso habitual. Esta tipología de forjados, muy común en la postguerra española, está muy asociada a viviendas bajo regímenes sociales o V.P.O. cuya calidad de construcción en muchos casos eran deficientes o no con la suficiencia necesaria a efectos de durabilidad. También muchas de las ampliaciones de viviendas unifamiliares o plurifamiliares sobre todo en zonas rurales disponen de este sistema de estructura horizontal.


  ¿Por qué se popularizó este tipo de forjados?

 La delicada situación por la que atravesó el pais en la postguerra, llevó al Estado a adoptar una economía de "subsistencia", con unas medidas muy restrictivas. Estas medidas reguladoras incidieron directamente en la industria de la construcción. La puesta en marcha del Plan de Reconstrucción Nacional y el Decreto 11/3/1941 sobre Restricciones de Hierro en la Edificación, supusieron un límite en el uso y consumo de algunos materiales de construcción. Paralelamente también se hicieron restricciones en cuanto al uso del cemento y, por ende, al hormigón armado. Todo esto produjo que para la realización y reconstrucción de viviendas, se tuviera un cupo de hierro y cemento muy bajo, sobre todo en zonas rurales y en el extraradio de las grandes ciudades.


Vigueta Ceramica
Por lo expuesto en el párrafo anterior, las viguetas cerámicas suponían un ahorro importante en el hormigón y el acero.

También el hecho de que no hubiera que encofrar todo el forjado, con el ahorro de material que eso suponía, fue lo que llevó a la proliferación de este tipo de soluciones. Los elementos cerámicos de las viguetas servían de encofrado mismo para el hormigón.

Incluso algunas veces se utilizaban los propios ladrillos huecos como viguetas, colocando las armaduras en el interior de las celdas, y rellenando las mismas con mortero u hormigón armado.




Pieza para realizar la vigueta
Existió sobre todo en época de postguerra, lo que se conocía en Valencia como forjado de "viguetas de violín"  que se formaba poniendo piezas cerámicas parecidas a los ladrillos una al lado de otra, dejando el hueco central libre en la parte inferior. En este hueco, se disponía la armadura y posteriormente, se rellenaba de hormigón armado. Para rellenarlo de hormigón armado, se ponia boca arriba, se hormigonaba, y cuando ya estaba duro se le daba la vuelta.


Otra forma de construcción de este tipo de forjados era diréctamente realizar las viguetas a pie de obra, con bloques cerámicos especiales, usando el canal que quedaba entre las piezas a modo de encofrado para verter el hormigón.




 Problemas y manifestaciones patológicas típicas

Picado de una vigueta por bajante
 Pero este tipo de viguetas, sobre todo por su concepción, lleva implícito una serie de problemas graves.
En efecto, el material cerámico con que se realizan los ladrillos y las viguetas es bastante permeable. Esto unido a que el cemento utilizado era de mala calidad y que la puesta en obra del mismo en los huecos fuera deficiente por la imposibilidad de vibrarlo, curarlo etc, hace que frente a la corrosión de las armaduras insertadas en este tipo de viguetas, la protección de las mismas sea deficiente
Como hemos publicado en anteriores posts, la presencia de humedad es la que posibilita la acción de la corrosión electroquímica, por ser el electrolito.



En el caso de esta tipología de forjados, con tanta porosidad, y en ambiente húmedo como pueden ser cocinas, baños, plantas bajas, cubiertas o terrazas es un caldo de cultivo muy importante para problemas estructurales por corrosión de armaduras. Muchas de las inspecciones de este tipo de estructura horizontal, han llevado a intervenciones importantes, ya que suelen estar en muy malas condiciones. En muchos casos, este tipo de intervenciones suelen llevar implícito el refuerzo estructural del forjado.



 Intervenciones en este tipo de forjados

Para poder realizar una reparación de estas viguetas, es necesario siempre llegar hasta la armadura, picando todo el mortero u hormigón circundante y sobre todo el revestimiento cerámico,actuando posteriormente como las reparaciones normales. Por lo que si se tiene que intervenir en edificaciones de la postguerra, es necesario realizar un examen exhaustivo de los forjados, y si, efectivamente se dispone de esta tipología de viguetas, estudiar las zonas húmedas, ya que en muchos casos, incluso ha desaparecido directamente la armadura por oxidación.



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jueves, 13 de marzo de 2014

EL PROBLEMA DE LA OXIDACION EN LOS EDIFICIOS DE COSTA

Esta entrada es parte del artículo que realicé para la revista del Colegio de Administradores y que se publicará en el siguiente número.




Muchos de los edificios en la Costa tienen problemas por daños en sus estructuras. El artículo trata de ser un acercamiento a esos problemas, el por qué se producen y el tipo más común de daño que es el producido por la oxidación de la armadura dentro del hormigón. En este sentido y debido a la importancia de esta cuestión y al hecho de que vuelvan a aparecer daños en edificios ya intervenidos, vamos a dar unas nociones básicas de lo que pedir a una intervención estructural y al material utilizado.
  
INTRODUCCIÓN

Foto de Cullera
A menudo nos hemos encontrado con que cuando preguntamos a las personas que viven en los apartamentos de playa si han tenido reparaciones del tipo estructural, nos comentan apesadumbrados que no ha sido únicamente una intervención, sino que ha sufrido varias.
 Para la redacción de la tesis doctoral, he recorrido la Costa Valenciana, viendo que en muchas localidades con  turismo de playa, existen muchos edificios de segunda residencia afectados estructuralmente o con reparaciones recientes. En casos como en Tavernes de la Valldigna, la proporción puede rondar casi el 60 % y como hemos comentado en el párrafo anterior, muchos de ellos con varias intervenciones.


 
Pero, ¿por qué se produce este hecho?
En muchas ocasiones, la forma de construcción de las estructuras, sobre todo que no se cuidara mucho el tipo de hormigón usado y que estuviera muy expuesto a las condiciones climáticas adversas y a la presencia de agua, ha sido un caldo de cultivo para las manifestaciones patológicas. Pero además, en muchos de los casos estudiados, las reparaciones no han sido lo óptimas que deberían de haber sido.

En muchos casos como en Tavernes de la Valldigna, la proporción de edificios con alguna intervención ronda el 60 %

 Este artículo intenta dar unas nociones básicas de lo que hay que pedir a una reparación estructural para que se considere óptima y aunque estas dependen mucho de la forma de construcción del edificio y del daño que tienen, por lo menos minimizar la sensación que tienen los vecinos de que no se ha hecho correctamente.


¿CUALES SON LOS ATAQUES QUE SE PRODUCEN A LAS ESTRUCTURAS?

La mayoría de las intervenciones estructurales efectuadas en estos edificios, tiene que ver fundamentalmente con tres causas: Degradación del hormigón, Oxidación de las armaduras y Aluminosis.

En este artículo nos basaremos en la oxidación de las armaduras que es la causa más común de patología en los inmuebles estudiados en la Costa.

Armaduras oxidadas

Definimos la Oxidación como el efecto de pasar al estado óxido un tipo de metal. En este sentido, el metal puro no existe en la Naturaleza, siempre está combinado o en estado de óxido, con lo que este es su estado natural. Por lo que cualquier metal puro intentará migrar a ese estado natural, el de oxidado.

Como la misma palabra indica, oxidación viene de oxígeno. Para que exista oxidación, debe haber, por consiguiente, oxígeno.

 


Además, por química básica, es una reacción que necesita de un estado acuoso para producirse, con lo que la presencia de agua es otro factor para la oxidación. En general (sobre todo cuando se produce por ataque por cloruros) es un proceso denominado electroquímico.


Ataque por cloruros
Sabemos que la armadura está protegida tanto física como químicamente por el hormigón. Esa protección puede desaparecer por dos mecanismos de ataque:
  • Pérdida de protección del hormigón por la carbonatación del mismo.
  • Presencia de sales marinas (cloruros).
Estos son dos procesos diferentes, ya que uno ataca al hormigón (carbonatación) y otro ataca directamente a la armadura (cloruros). Con lo que evidentemente hay que saber qué tipo de proceso ha tenido lugar.


  


Hay que saber qué tipo de proceso de ataque ha tenido lugar en nuestra estructura
 
La oxidación de la armadura trae consigo una serie de problemas a la estructura que se resume en tres factores:
-          El óxido tiene más volumen que el acero, con lo que este aumento de volumen presiona al hormigón, haciendo que se agriete y se desprenda.
-          La armadura pierde sección, con lo que su capacidad de aguantar las cargas disminuye radicalmente
-          La adherencia armadura-hormigón se resiente con lo se puede despegar.


¿CUALES SON LOS FACTORES DEL HORMIGON QUE INFLUYEN EN LA DURABILIDAD

Los factores propios del hormigón que influyen en la durabilidad y en el retraso de la oxidación tienen que ver con la porosidad del mismo y la resistencia a la permeabilidad al agua y al oxígeno.

¿Y cuál es la causa de que vuelva a aparecer oxidación en zonas intervenidas?


Más que usar un mortero con un alto nivel de resistencia, hay que buscar que ese mortero impida la entrada de los agentes oxidantes

Para el tema de durabilidad del hormigón, más que usar un mortero con un alto nivel de resistencia, hay que buscar que ese mortero impida la entrada de los agentes oxidantes. En efecto, nuestros edificios y sobre todo los anteriores a la Normativa actual, se realizaron con hormigones con resistencias medio-bajas (entre 150 y 250 kg/m2) en comparación con las nuevas. Es evidente que cuanto mejor sea la resistencia, mejor será el hormigón, pero poner un hormigón muy resistente con otro de mucha menor resistencia no tiene mucho sentido. Por lo que tiene más interés a título de durabilidad que sea muy poco poroso y bastante impermeable al oxígeno, agua y cloruros.

Reparación mal efectuada
Pero, muchas veces se tiene que volver a reparar un edificio afectado en otras zonas que antes no estaban afectadas. Como es un proceso complejo, intentaremos resumirlo muy a grosso modo. Hemos hablado anteriormente de que la oxidación es un proceso electroquímico: se forma una diferencia eléctrica entre unas zonas y otras, lo que se conoce como pila. Esto hace que una zona se oxide y otra no. Si se protege una zona bastante y otra se deja sin protección y ya ha empezado el proceso de oxidación, éste se vuelve más rápido debido a esa diferencia de zonas, creando una pila con una capacidad mayor. Es por esto, por lo que muchas veces, actuar únicamente en una zona y dejar otra afectada sin tratar, hace que esta última acelere su oxidación.





LO QUE HAY QUE PEDIR A UNA INTERVENCIÓN ESTRUCTURAL.

Una intervención óptima de una estructura afectada por oxidación y, en general, a todas las reparaciones estructurales es la que cumple estos tres factores:

Una intervención estructural debe cumplir:
1) que tenga estabilidad y que aguante sin desprenderse,
2) que la solución sea eficaz y resistente
3) que sea durable.

En este sentido y antes de decantarse por un tipo de intervención, hay que saber qué tipo de ataque ha afectado a la estructura, ya que esto puede condicionar la misma como hemos visto anteriormente. Se deben realizar ensayos para determinar la carbonatación y su espesor y la presencia de sales y cloruros.
 
 Una vez conocido el tipo de ataque producido, es cuando hay que hacer un estudio de qué intervención realizar y su importancia. En este caso, el estudio debe de llevar tres fases: 

  • Estudio de las reparaciones a efectuar, la ubicación y el daño. Esto es importante, ya que la mayoría de los casos que hemos estudiado se han realizado intervenciones en fachada y en los zunchos de las mismas. Es necesario recordar que los zunchos son TAMBIEN elementos estructurales de hormigón, con lo que se les debe de tratar igual que a una viga.
  •  Refuerzos en el caso de que sea necesario. Muchas veces la oxidación ha producido grandes daños en las armaduras, o como en el caso de la carbonatación, también daños en el hormigón, bajando su resistencia, con lo que es necesario devolver esa resistencia al elemento.
  • Protección para mejorar la durabilidad.
Este último apartado suele ser el que no se tiene en cuenta en las intervenciones y es el que genera que muchas veces se deba reparar incluso la misma intervención. En este sentido, y para ataques como el de cloruros, muchas veces es necesario inspeccionar toda la estructura y aunque no se repare zonas, realizar una protección contra el acceso de ataques de las zonas expuestas es indispensable para un funcionamiento óptimo de la estructura.

En definitiva, para poder decir que una intervención ha sido realmente óptima y ajustada debe de haber seguido los pasos anteriormente descritos: 1º Ensayos, 2º Diagnóstico, 3º Tratamiento y 4º Protección para durabilidad, este último importante para que no se tenga que repetir una reparación en la zona ya intervenida.
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