Problemas con Materiales de Hormigón | Asociación de la Seguridad de la Presa Estatal
Contenido
Errores de construcción
Desintegración y Escalado
Grietas
Eflorescencia
Erosión
Desprendimientos y salientes
Inspección y Monitoreo
Recursos
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La inspección visual del concreto permitirá la detección de áreas en dificultades o deterioradas. Los problemas con el concreto incluyen errores de construcción, desintegración, incrustaciones, grietas, eflorescencias, erosión, desprendimientos y salientes.
Errores de construcción
Los errores cometidos durante la construcción pueden incluir agregar cantidades inadecuadas de agua a la mezcla de concreto, una consolidación inadecuada y un curado inadecuado pueden causar angustia y deterioro del concreto. El diseño adecuado de la mezcla, la colocación y el curado del concreto, así como un contratista experimentado, son esenciales para evitar que ocurran errores de construcción. Los errores de construcción pueden dar lugar a algunos de los problemas discutidos más adelante en esta hoja informativa, como el escalado y el agrietamiento. Se pueden observar panales y cornetas después de la construcción.
El panal puede reconocerse por el agregado grueso expuesto en la superficie sin ningún mortero que cubra o rodee las partículas de agregado. El panal puede extenderse profundamente en el hormigón. El panal puede ser causado por una mezcla de concreto mal graduada, por un agregado grueso demasiado grande o por una vibración insuficiente en el momento de la colocación. El panal resultará en un mayor deterioro del hormigón debido a los ciclos de congelación y descongelación, ya que la humedad puede penetrar fácilmente en las áreas de panal. Grave está formándose deben ser reparados para evitar un mayor deterioro de la superficie de concreto.
Agujeros de corneta es un término utilizado para describir pequeños agujeros (de menos de aproximadamente 0,25 pulgadas de diámetro) que se notan en la superficie del concreto. Los agujeros de corneta generalmente son causados por demasiada arena en la mezcla, una mezcla que es demasiado delgada o una amplitud de vibración excesiva durante la colocación. Los agujeros de cornamenta pueden causar problemas de durabilidad con el hormigón y deben monitorizarse.
Desintegración y escalado
La desintegración puede describirse como el deterioro del hormigón en pequeños fragmentos y agregados individuales. La incrustación es una forma más suave de desintegración en la que el mortero de superficie se desprende. Las grandes áreas de concreto que se desmorona (podrido), las áreas de deterioro que tienen más de 3 a 4 pulgadas de profundidad (dependiendo del grosor de la pared/losa) y las barras de refuerzo expuestas indican un deterioro grave del concreto. Si no se repara, este tipo de deterioro del hormigón puede provocar inestabilidad estructural de la estructura de hormigón. Un ingeniero profesional registrado debe preparar planes y especificaciones para reparar el deterioro grave del concreto. Para obtener información adicional, consulte la hoja informativa “Técnicas de reparación de concreto”.
La desintegración puede ser el resultado de muchas causas, como congelación y descongelación, ataque químico y malas prácticas de construcción. Todo el concreto expuesto está sujeto a ciclos de congelación y descongelación, pero la resistencia del concreto a la intemperie generalmente está determinada por la mezcla de concreto y la edad del concreto. El hormigón con las cantidades adecuadas de aire, agua y cemento, y un agregado de tamaño adecuado, será mucho más duradero. Además, el drenaje adecuado es esencial para evitar daños por congelación y descongelación. Cuando el concreto críticamente saturado (cuando el 90% del espacio de poros en el concreto está lleno de agua) se expone a temperaturas de congelación, el agua en los espacios de poros dentro del concreto se congela y se expande, dañando el concreto. Ciclos repetidos de congelación y descongelación resultarán en incrustaciones superficiales y pueden llevar a la desintegración del hormigón. Las estructuras hidráulicas son especialmente susceptibles al daño por congelación y descongelación, ya que es más probable que estén saturadas críticamente. Las estructuras más antiguas también son más susceptibles al daño por congelación y descongelación, ya que el hormigón no fue arrastrado por aire. Además, las sustancias ácidas en el suelo y el agua circundantes pueden causar la desintegración de la superficie de concreto debido a una reacción entre el ácido y el cemento hidratado.
Grietas
Las grietas en el hormigón pueden ser grietas estructurales o superficiales. Las grietas superficiales son generalmente de menos de unos pocos milímetros de ancho y profundidad. A menudo se llaman grietas rayitas y pueden consistir en grietas simples y delgadas, o grietas en un patrón tipo manía/mapa. Un pequeño número de grietas superficiales o de contracción es común y generalmente no causa ningún problema. Las grietas en la superficie pueden ser causadas por ciclos de congelación y descongelación, malas prácticas de construcción y reactividad del agregado alcalino. La reactividad del agregado alcalino ocurre cuando el agregado reacciona con el cemento causando grietas o grietas map. La colocación de concreto nuevo sobre el viejo también puede causar grietas en la superficie. Esto ocurre porque el hormigón nuevo se encogerá a medida que se cure. Las grietas en la superficie del vertedero deben vigilarse y deberán repararse si se deterioran aún más. Las grietas estructurales en el concreto suelen ser de más de 0,25 pulgadas de ancho. Se extienden más profundamente en el concreto y pueden extenderse hasta el final a través de una pared, losa u otro miembro estructural. Las grietas estructurales a menudo son causadas por el asentamiento del material de relleno que soporta la estructura de hormigón, o por la pérdida del soporte de relleno debido a la erosión. Las grietas estructurales pueden empeorar en severidad debido a las fuerzas de la intemperie. Un ingeniero profesional registrado con conocimientos sobre la seguridad de la presa debe investigar la causa de las grietas estructurales y preparar planes y especificaciones para la reparación de cualquier grieta estructural.
Eflorescencia
A veces se puede observar una sustancia cristalizada blanca, conocida como eflorescencia, en superficies de hormigón, especialmente en las paredes laterales de los vertederos. Por lo general, se observa cerca de la línea del cabello o grietas delgadas. La eflorescencia se forma por el agua que se filtra a través de los poros o grietas delgadas en el hormigón. Cuando el agua se evapora, deja algunos minerales que han sido lixiviados del suelo, el relleno o el concreto. La eflorescencia no suele ser un problema estructural. La eflorescencia debe vigilarse porque puede indicar la cantidad de filtraciones que se abren paso a través de grietas delgadas en el hormigón y puede señalar áreas donde podrían surgir problemas (es decir, drenaje inadecuado detrás de la pared o deterioro del hormigón). Además, el agua que se filtra a través de grietas finas en la pared hará que el concreto sea más susceptible al deterioro debido a la congelación y descongelación del agua.
Erosión
La erosión debida a la abrasión resulta en una superficie de concreto desgastada. Es causada por el roce y la molienda de agregados u otros desechos en la superficie de concreto de un canal de aliviadero o cuenca de quiebre. La erosión menor no es un problema, pero la erosión severa puede poner en peligro la integridad estructural del hormigón. Un ingeniero profesional registrado debe preparar planes y especificaciones para la reparación de este tipo de erosión si es grave.
La erosión debida a la cavitación da como resultado una superficie de concreto rugosa y sin hoyos. La cavitación es un proceso en el que se crean presiones subatmosféricas, flujos turbulentos y energía de impacto que dañan el hormigón. Si la forma de la curva superior en el aliviadero con ojiva no está diseñada cerca de su forma ideal, la cavitación puede ocurrir justo debajo de la curva superior, causando erosión. Un ingeniero profesional debe preparar planes y especificaciones para la reparación de este tipo de erosión si el concreto se agrieta gravemente, lo que podría provocar daños estructurales o fallas.
Desprendimiento y Popouts
Desprendimiento es la pérdida de piezas grandes o copos de hormigón. Por lo general, es causada por un impacto repentino de algo caído sobre el concreto o por una tensión en el concreto que excedió el diseño. El desprendimiento puede ocurrir en una escala más pequeña, creando ventanas emergentes. Los popouts se forman a medida que el agua en partículas saturadas de agregados gruesos cerca de la superficie se congela, se expande y empuja la parte superior del agregado y el mortero circundante para crear una depresión cónica poco profunda. Los popouts no suelen ser un problema estructural. Sin embargo, si un ripio es grande y causa daños estructurales, un ingeniero profesional registrado debe preparar planes y especificaciones para reparar el desprendimiento.
Inspección y monitoreo
La inspección y monitoreo regulares son esenciales para detectar problemas con materiales de concreto. Las estructuras de hormigón deben inspeccionarse como mínimo una vez al año y después de cualquier evento meteorológico significativo. El inspector también debe observar el estado interior del conducto de vertedero de hormigón. Al entrar en un conducto, se deben tener en cuenta las precauciones adecuadas de ventilación y espacio confinado. Es importante mantener registros escritos de las dimensiones y extensión de la incrustación, desintegración, eflorescencia, panal, erosión, desprendimiento, salientes y la longitud y anchura de las grietas. Las grietas estructurales deben vigilarse con mayor frecuencia y repararse si representan una amenaza para la estabilidad de la estructura o la presa. Las fotografías proporcionan registros invaluables de condiciones cambiantes.
Una condición que cambia rápidamente puede indicar un problema muy serio, y se debe contactar de inmediato con la Agencia Estatal de Seguridad de Presas. Todos los registros deben mantenerse en el manual de operación, mantenimiento e inspección de la presa.
Recursos
Recursos ASDSO
Webinar gratuito
Introducción a la Inspección de Presas para Propietarios y Operadores-2013
Formularios de Inspección de Muestras I
Formularios de Inspección de Muestras II
Formularios de Inspección de Muestras III
El sitio web de ASDSO contiene directrices nacionales sobre presas. Ir a:
DamSafety.Org/ManualsandGuidelines
Para obtener más información, videos y herramientas para propietarios de presas, visite:
DamOwner.Org
Esté atento a la capacitación en su área patrocinada por ASDSO o la Oficina de Seguridad de Presas de su Estado. Acceda al Programa de Seguridad de Presas de su estado haciendo clic en su estado en:
DamSafety.org/States
Recursos de DHS/FEMA
Guía de Rehabilitación de Obras de Outlet para Presas Pequeñas (Sitio web desarrollado para propietarios, Financiado por una subvención a Montana y Wyoming por el Programa Nacional de Seguridad de Presas de FEMA)
Guía de Seguridad de Bolsillo para Presas y Embalses (Programa Nacional de Seguridad de Presas de FEMA)
Seguridad de la Presa: Manual de Orientación para Propietarios (Programa Nacional de Seguridad de Presas de FEMA)
Identificación de Deficiencias Visuales de Seguridad de Presas (Ayudas de Capacitación de FEMA para la Seguridad de Presas )
Cómo organizar un Programa de Operación y Mantenimiento (Ayudas de Capacitación de FEMA para la Seguridad de Presas )
El Departamento de Seguridad Nacional y FEMA ponen a disposición varias publicaciones y videos a través de sus sitios web. Visite sus sitios web a continuación y busque “seguridad de presas” para obtener más información.
FEMA.gov
DHS.gov
