Resistencia baja del hormigón en una estructura

Las estructuras de hormigón son diseñadas para soportar tanto cargas vivas como muertas durante el periodo de construcción y de servicio. Durante la construcción se obtienen muestras de hormigón, y los procedimientos de la norma EHE son utilizados para medir la resistencia potencial del hormigón que es entregado. Pero, ¿qué pasaría si la resistencia del hormigón en una estructura fuera más baja de lo permitido (<20 MPa)?

Los medios de medición, estimación o comparación de la resistencia del hormigón en la estructura incluyen:

- Martillo de rebote (esclerómetro)

- Prueba de penetración (pullout)

- Cilindros de ensayo elaborados en el lugar

- Ensayo de testigos (núcleos extraídos)

- Pruebas de carga del elemento estructural

Causas

Dos causas habituales que provocan bajos resultados de ensayos son:

1. Una manipulación, curado y ensayo inapropiados de los cilindros. Se ha probado que contribuye en la mayoría de los casos a resultados de baja resistencia
2. Reducida resistencia del hormigón debido a un error en la producción, o a la adición de mucha agua al hormigón en la obra debido a retrasos en el vaciado. Un elevado contenido de aire incorporado también puede ser una causa de baja resistencia.

Esto último generalmente ocurre cuando la colocación del hormigón se demora o cuando se requieren hormigones de asentamiento elevado.

Si la deficiencia justifica una investigación, en primer término se debe verificar la precisión de los ensayos, y luego comparar los requisitos estructurales con la resistencia medida. En las primeras etapas de la investigación se debe prestar particular atención al manipuleo y ensayo de las probetas. Probablemente si hay discrepancias menores en el curado de los cilindros en climas moderados, esto no afectará mucho la resistencia, pero si las discrepancias son significativas puede haber una reducción importante de la resistencia.

En muchos casos, el hormigón puede ser aceptado para el uso deseado sin efectuar ensayos en la estructura. Hay muchas otras situaciones que pueden requerir la investigación de la resistencia en la estructura. Estas incluyen: apuntalamiento y remoción del encofrado, postensionado o aplicación temprana de cargas; investigación de daños debidos a congelamiento, fuego, o situación de curado adversa y evaluación de estructuras viejas.

Si el promedio de los resultados de tres ensayos consecutivos es menor que la resistencia especificada, se deben tomar medidas para aumentar el nivel de resistencia del hormigón, como reforzar la estructura o finalmente demolerla. En el caso de que se opte por demoler la estructura, ¿por qué demolerlo todo pudiendo realizar una hidrodemolición selectiva?

Hace unos años nos encontramos con un caso bastante curioso, en el que la resistencia a compresión de la losa de la planta baja del edificio, tras varios ensayos, había dado unos valores muy inferiores a los deseados. Éstos eran de 160 MPa de media, lo que obligaba a la demolición del forjado.

Sin embargo, a la DF se le ocurrió la idea de aplicar hidrodemolición en varias zonas del forjado para descubrir la armadura existente y realizar la formación de vigas y refuerzos alrededor de los pilares, creando una retícula de refuerzo. De esta forma, se convirtió una losa continua en un forjado reticular.

Para la ejecución de dicho trabajo se procede, mediante un robot de hidrodemolición autónomo, a realizar los nervios y los ábacos dejando la armadura intacta y en su estado original. Todo ello trabajando directamente sobre la propia losa, quedando como resultado el que veis en la siguiente imagen.

La hidrodemolición sustituye a los dañinos pistoletes que fisuran y dañan el soporte. Con tan sólo agua a alta presión consigue eficazmente retirar el hormigón seleccionado por la ingeniería, además de la limpieza con agua dulce de los armados. Todo ello, sin causar vibraciones, fisuras y otros daños en el resto del hormigón, que conllevarían nuevas intervenciones en un corto espacio de tiempo.

A su vez, deja la superficie con una rugosidad suficiente para la adherencia con el nuevo hormigón. 

Un trabajo sorprendente, ¿verdad?

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.com

Laura Llorente

Equipo de HIDRODEMOLICIÓN

Ventajas de seguridad y salud en obra con hidrodemolición

Las cifras de lesiones, accidentes y enfermedades profesionales vinculadas al trabajo que se registran en las obras en construcción superan a menudo las de cualquier otra industria. Es por lo tanto imprescindible mejorar los niveles de seguridad, ergonomía y salubridad en la construcción.

En este post vamos a reflejar los riesgos que conlleva la utilización de métodos tradicionales en obra.

Estamos acostumbrados a encontrarnos en obra a los operarios trabajando con martillos percutores, radiales, fresadoras, etc, pero, ¿es esa la mejor forma de hacer una demolición parcial o completa del tajo?

El martillo percutor es usado en gran número de trabajos, como picado de terrenos, demoliciones, perforaciones, etc, pero tiene sus factores de riesgo, como son:

    -   Proyección de fragmentos o partículas (útil, esquirlas, cascotes de material, etc)
    -   Golpes y/o cortes tanto con la propia máquina como con el material a trabajar
    -   Vibraciones que pueden dan lugar a lesiones osteoarticulares
    -   Quemaduras por contacto con el útil de trabajo
    -   Inhalación del polvo producido en las operaciones 
    -   Contactos eléctricos en caso de martillos percutores eléctricos (o si se perfora     accidentalmente una conducción)
    -   Explosiones en caso de martillos neumáticos (o si se perfora accidentalmente una conducción).
    -   Grandes esfuerzos, que provocan daños y fatiga.

En los distintos trabajos en altura que se realizan habitualmente en construcción se requiere contar necesariamente con andamios metálicos para su desarrollo, lo que significa una serie de riesgos inherentes.
La caída de personas desde una altura, así como también de materiales y objetos, representa el peligro más grave en la industria de la construcción. Las caídas causan una gran proporción de muertes. Muchas se producen desde sitios de trabajo inseguros, o desde medios de acceso inseguros a los sitios de trabajo.

Otros de los posibles riesgos propios son los cortes o heridas de diversa índole en la utilización de herramientas auxiliares o portátiles, quemaduras por la utilización de herramientas portátiles generadoras de calor, los contactos eléctricos directos o indirectos y la fatiga por disconfort, prolongación excesiva de los trabajos, condiciones de trabajo no ergonómicas o atrapamientos con elementos móviles.

Ventajas con hidrodemolición
La HIDRODEMOLICIÓN consiste en la utilización del chorro de agua a alta presión como herramienta de demolición o extracción selectiva del hormigón, evitamos todo este tipo de riesgos ya que:

    -   Se trabaja con robot a distancia, por lo que no hay inhalación de polvo evitando de esta manera enfermedades, tales como silicosis, que sí que pueden ser producidas por la ejecución con chorro de arena.

    -   En paramentos verticales, el robot gira su brazo de manera que éste queda vertical, por lo que se evitan igualmente golpes/cortes y lesiones osteoarticulares por trabajar con posturas incómodas.

    -   Sustituimos el uso de plataformas elevadoras o andamios colgantes desde los que trabajan los operarios con pesadas herramientas de demolición, por robots tipo torre dirigidos a distancia desde el suelo, evitando así el trabajo manual y los posibles sobreesfuerzos , así como todos los riesgos que conlleva el uso de andamios citados anteriormente.

     -   En el caso de configuraciones especiales (trabajos bajo puentes) donde se suele trabajar desde cestas izadas por grúas que soportan muy mal el retroceso de los martillos percutores y son inseguros, lo evitamos con la utilización de bastidores (frames) colocados desde arriba donde se encontrará el robot, siendo de esta forma sistemas de trabajo portátiles. 

    -   Además, podemos crear accesorios adaptados a las distintas necesidades que requiera cada tipo de trabajo.

Por tanto, el robot puede ser colocado en multitud de maneras, evitando así el trabajo peligroso de los operarios, que controlan a éste desde la distancia. Además, el tiempo de trabajo con el uso de esta técnica es más reducido que con métodos tradicionales.

También es importante decir que las superficies tratadas con hidrodemolición quedan limpias (con ausencia de elementos adyacentes debilitados o microfisurados, como sería el caso de una demolición mediante impacto con martillos neumáticos) y rugosas, lo cual facilita en gran medida las operaciones posteriores de reparación o refuerzo.

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.es

El equipo de HIDRODEM

Demolición selectiva

¿Qué quiere decir esto? A través de este método, realizamos una demolición selectiva utilizando un chorro de agua a alta presión para la eliminación del hormigón.
Este sistema permite en estructuras altamente deterioradas por causas de carbonatación, coqueras, erosión, fuego, resistencia del hormigón, etc, retirar el hormigón afectado sin dañar la armadura situada en el interior de la estructura.

La HIDRODEMOLICIÓN permite controlar la profundidad de demolición mediante la regulación selectiva de presión y caudal, la cual se ajusta a las necesidades óptimas para cada trabajo, siendo así, un método rápido, seguro y eficaz sin tener que utilizar máquinas de corte o perforación, las cuales destruirían la estructura metálica existente.

En el caso de demoliciones selectivas, reparaciones, ampliaciones, reparación de superficies, etc., esta tecnología es muy ventajosa pues además de eliminar completamente el hormigón, mantiene los armados y elementos metálicos a mantener y no somete al resto de la pieza a tensiones y vibraciones que puedan figurarlo o afectar a la adherencia de las armaduras.

Campos de aplicación
    -     Restauración de estructuras
    -     Sustitución de hormigón
    -     Reparación y refuerzo de tableros
    -     Corrección de muros y forjados
    -     Reparación de estructuras postesadas
    -     Limpieza de talud
    -     Rebaje de solera
    -     Eliminación de revestimientos en depósitos y presas
    -     Edificios con aluminosis

A modo de ejemplo podemos enumerar operaciones habituales para las que la técnica de la hidrodemolición se muestra muy adecuada.

Reparación de coqueras

Resistencias bajas del hormigón

Preparación de superficies

Apertura de regatas

Deconstrucción

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Acción del fuego en el hormigón

Un incendio constituye una amenaza para la vida por la asfixia, el envenenamiento y las temperaturas elevadas, pero de producirse en un edificio el peligro aumenta por la propia estructura del edificio. En un recinto exterior, con aire fresco, es casi imposible superar los 700°C. En un recinto cerrado la temperatura sube un 30% más debido a la reflexión y radiación de las paredes.

Los ejemplos cotidianos y las estadísticas internacionales les proporcionan una amplia evidencia de las propiedades de protección frente al fuego del hormigón, y por ello los constructores de edificios, las aseguradoras y los prescriptores están convirtiendo al hormigón en su material favorito, exigiendo cada vez más su empleo frente al de otros materiales de construcción, ya que:

-     El hormigón no arde y no aumenta la carga de fuego

-     Tiene una elevada resistencia al fuego y detiene la propagación del mismo

-   Protege eficazmente, proporcionando unos recorridos de emergencia seguros a los ocupantes y una protección a los bomberos

-    Puede resistir condiciones extremas de fuego, lo que lo hace ideal para almacenes con una carga elevada

-    La solidez del hormigón frente al fuego facilita la extinción de los incendios y reduce el riesgo de colapso estructural

-     Es fácil de reparar después de un incendio, y con ello ayuda a que se reanuden antes las actividades

Acción del fuego en las estructuras de hormigón

La acción del fuego sobre el hormigón provoca la evaporación del agua capilar entre los 100°C y los 300°C, temperatura a la que se produce la desaparición completa de dicho agua capilar y no se producen aún pérdidas significativas de resistencia. El agua contenida en el gel del cemento se pierde a temperaturas que oscilan entre los 300°C y los 400°C, disminuyendo las resistencias y apareciendo las primeras fisuras.

 A partir de los 450°C el hidróxido cálcico se transforma en óxido (cal viva) y hacia los 600°C se produce un fuerte fenómeno de expansión de los áridos, disgregándose el hormigón y cayendo sus resistencias.

Es interesante observar que, desde este punto de vista, los áridos calizos son los menos sensibles a la acción del fuego por tener menor conductividad térmica.

Una de las consecuencias observables de la acción del fuego es la del “golpe térmico” que produce, dando lugar a dilataciones en la cara en contacto con la acción del fuego y de los gases calientes y, en consecuencia, a tensiones de compatibilidad que, aunque autoequilibradas, alcanzan tal valor en tracción que acaban por provocar la rotura del hormigón.

También decir que el color es un dato indicativo, a posteriori, de la temperatura alcanzada en el hormigón y, en consecuencia, de la pérdida de resistencia que se haya podido producir.

Añádase finalmente que si la temperatura del hormigón no ha sobrepasado los 500°C, éste puede rehidratarse y, al cabo de un año, recuperar hasta el 9% de su capacidad resistente inicial.

Pero la acción del fuego no sólo se cierne sobre el hormigón, sino también sobre el acero, lo que se manifiesta, además de en una dilatación más rápida que el hormigón que le rodea, en que la pérdida de capacidad resistente puede ser mayor.

Otro aspecto muy importante es el de la pérdida de adherencia entre el hormigón y acero debido precisamente a la diferencia de conductividades entre las barras y el hormigón. Eso se traduce en importantes diferencias de temperatura entre ambos materiales y, consiguientemente, a la inducción de deformaciones también distintas, lo que trae consigo la aparición de tensiones de compatibilidad en la interfaz acero-hormigón que, si la temperatura es elevada, pueden provocar la rotura por adherencia y el desprendimiento del recubrimiento, acelerado por la contracción que se produce como consecuencia del enfriamiento brusco por la acción del agua aplicada para sofocar las llamas.

Remoción del hormigón dañado
Una de las mayores ventajas de una estructura de hormigón es que normalmente puede ser reparada después de un incendio, minimizando con ello cualquier inconveniente, así como los costes. Las reducidas cargas de los forjados y las temperaturas relativamente bajas que se producen en la mayoría de los incendios en los edificios se traducen en que la capacidad portante del hormigón conserva en una proporción muy importante, tanto durante como después de un incendio. Por estas razones, a menudo lo único que se requiere es una simple limpieza. La rapidez de reparación y de rehabilitación es un factor importante para minimizar cualquier pérdida de actividad económica después de un incendio importante; obviamente ello es preferible a una demolición y posterior reconstrucción.

El proceso de hidrodemolición elimina el hormigón por dos mecanismos separados: el impacto directo en la superficie y la presurización de las grietas. Permite respetar las armaduras y no introduce vibraciones y efectos de martilleo que comprometerían la adherencia con el nuevo hormigón in situ, algo que sería inevitable con cualquier otro procedimiento. Por lo que se desaconseja explícitamente el uso de martillos neumáticos, pistoletes u otras técnicas de percusión por las razones expuestas.

El objetivo de la remoción es dejar una rugosidad del mismo orden de magnitud (diferencia de cota entre crestas y valles) que el tamaño de la fracción gruesa de la arena del hormigón. Precisamente una ventaja adicional de la técnica de la hidrodemolición es que asegura una rugosidad óptima sin riesgos de pérdida de adherencia, deja limpias las superficies y saturado el hormigón del soporte.

Además, con este método se consigue la eliminación selectiva del hormigón, debido a la flexibilidad disponible para controlar la cantidad de energía a emplear, lo que hace identificar claramente las zonas en las que el hormigón está en peores condiciones que son aquellas en las que el chorro a presión provoca una mayor penetración, siendo las zonas con menor penetración las que presentan un hormigón más sano.

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.es


El equipo de HIDRODEMOLICIÓN

Una imagen vale más que mil palabras

¿Cómo te gustaría que quedase reparado el hormigón...

...como este?

                        

... o como este?

porque una imagen vale más que mil palabras...

La técnica de la HIDRODEMOLICIÓN se desarrolló en los años 80 en Suecia como consecuencia de la necesidad, por parte de los técnicos de carreteras, de encontrar un método eficaz para la eliminación de hormigones deteriorados en la reparación de tableros de puentes.
Mediante el empleo de agua a alta presión se puede conseguir la eliminación del hormigón deteriorado sin causar daño al resto de la estructura, a diferencia de lo que sucede con el empleo de martillos percutores. Además, permite discriminar entre hormigones "enfermos" y hormigones "sanos", mucho más resistentes, actuando exclusivamente en aquellas zonas en las que es necesario.

Fundamento

La técnica consiste en la utilización de un chorro de agua a presión como herramienta de demolición del hormigón, gracias a la porosidad de este material y a su escasa resistencia a la tracción.

El agua a alta presión penetra en la red capilar del hormigón generando unas tensiones suficientes como para provocar micro-estallidos superficiales en la zona de incidencia directa del chorro proyectado. El resto de elementos embebidos en el hormigón, como pueden ser armaduras, cables de pretensado, anclajes, etc (metálicos y no porosos) permanecen intactos y su superficie queda totalmente limpia, pues los posibles restos de óxido desaparecen al tratarse de una capa no adherida a su superficie.

Mediante el ajuste de los distintos parámetros que intervienen en la hidrodemolición (tipo de lanza, presión, velocidad, timepo, caudal, etc) se puede controlar el avance en la extracción dek hormigón, consiguiendo así que el tratamiento se pueda llevar a cabo de forma controlada y acotada, desde un tratamiento superficial a un corte profundo o una demolición total.

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.es


El equipo de HIDRODEMOLICIÓN