Solera Fisurada

RETRACCION HIDRÁULICA: ANTES Y DESPUÉS DEL FRAGUADO, EFECTOS

En ocasiones nos hemos encontrado vigas muy fisuradas, pero al ir a analizar los patrones de rotura, estos no corresponden con patologías lógicas en cuanto al equilibrio estructural (roturas por flecha, por cortante, etc.)

En los últimos años, nos ha sucedido esto en dos situaciones diferenciadas en cuanto a la sintomatología. Por un lado, en el primero de los casos nos encontramos con unas vigas de canto muy esbeltas vinculados a un forjado de losa. Sus fisuraciones verticales podrían haber sido propias de una oxidación del estribado de la viga, dada su secuenciación horizontal.

Roturas en vigas esbeltas y forjado mediante losa maciza

Por otro lado, en vigas de canto de mucho mayor ancho que soportaban un forjado unidireccional. También aparecieron grietas verticales, pero mucho más distanciadas, y en la zona más cercana a los pilares. Además, las fisuras tenían mayor continuidad (en tanto que rodeaban completamente a la viga y se extendían incluso a lo largo de los macizados laterales).

Roturas en vigas anchas y forjado unidireccional in situ

En ambos casos los espesores de las fisuras eran continuos y no había ningún síntoma añadido que pudiera vincularse a un deterioro estructural (rotura en los tabiques situados encima o debajo de estas vigas o similar). Y el fenómeno sólo se daba en vanos interiores de los edificios estudiados.

Para terminar, en los dos casos se trataba de edificios de los años 60 del siglo pasado, es decir, hormigones de algo más de 50 años de antigüedad.

¿QUÉ ES LA RETRACCION HIDRÁULICA?

La retracción hidráulica en el hormigón es un proceso de contracción que sufre el material a lo largo de su ciclo de vida. Es un fenómeno que se da tanto antes de finalizar el fraguado como después del mismo, entendiendo por fraguado el proceso que se da en la trasformación del hormigón de estado plástico a estado sólido, proceso que dependiendo de los agregados del material se suele dar durante las 8 a 12 primeras horas de vida del mismo.

RETRACCION HIDRÁULICA ANTES DEL FRAGUADO

Nominalizamos así a la retracción que se da antes de finalizar el proceso de fraguado. Durante este proceso se libera muchísima energía en forma de calor (cuanto más alta sea la calificación del hormigón, más calor liberará). Este aumento de temperatura produce una exudación y evaporación del agua interna constituyente del hormigón. La desaparición de agua produce una reducción del volumen total de hormigón, y por lo tanto, la pieza tiende a contraerse.

En condiciones normales, el fraguado permite que el hormigón vaya aumentando su resistencia más rápido que las tensiones que provoca la retracción hidráulica, por lo que no debería aparecer fisuración. Hay que recordar que aunque no la podamos contemplar a efectos normativos de cálculo, la resistencia a tracción del hormigón existe (suele tener un valor que se sitúa alrededor del 10% de la resistencia a compresión del mismo).

En caso de factores externos que puedan acelerar la evaporación, como temperaturas altas o presencia de fuertes vientos, o factores propios de la construcción, como el uso de encofrados que resulten absorbentes, la fisuración podría llegar a aparecer. El uso de áridos finos en detrimento de grava de mayor tamaño también es negativa a estos efectos (así como el uso de cemento puzolánico en lugar de Portland).

Para evitar una fisuración en esta fase inicial, y en caso de detectar estos factores externos que puedan acelerar su proceso, sería necesario pulverizar agua sobre el hormigón, para contrarrestar una evaporación o absorción de aguas no deseada. Este pulverizado se debe realizar tanto antes como durante el fraguado.

Como es lógico, las piezas más afectadas son las que presentan mayor superficie de contacto con el ambiente exterior por volumen de hormigón, siendo las piezas más afectadas soleras y forjados. Y de aparecer fisuras a lo largo de esta primera fase, lo más habitual es que sean bastante superficiales y que se crucen en un ángulo cercano a los 90º, debido al proceso tensional interno.

Detalle de solera con fisuras en forma de mapa

RETRACCION HIDRÁULICA DESPUÉS DEL FRAGUADO

Se puede estimar que el proceso de fraguado y mejora resistente del hormigón concluye prácticamente tras 180 días. Durante ese periodo los silicatos y resto de componentes internos del hormigón se están hidratando con el agua de amasado. En este tiempo, la humedad ambiental debe aportar un volumen de vapor de agua similar al agua gastada en los procesos internos (y por lo tanto, en ambientes secos la retracción es más probable).

Dado que el proceso es más intenso al inicio, se deben vigilar especialmente las condiciones iniciales de curación del hormigón, siendo conveniente el control, y si hace falta, seguir con el proceso de aporte externo de agua vía pulverizado (el regado excesivo puede provocar entumecimiento).

Más allá de este periodo el hormigón se puede seguir desecando, y por lo tanto no se puede considerar ni mucho menos un fenómeno que concluya en esos primeros 180 días. Y a mayor espesor del elemento estructural, más acentuado es el proceso a lo largo del tiempo.

La EHE-08, en su articulo 39, incluye fórmulas para estimar el valor de la retracción a lo largo del tiempo, en función del espesor de la pieza estructural, para un horizonte temporal de 10.000 días.

Para los hormigones Fck = 30 MPa la EHE presenta la siguiente tabla:

tabla 39.7.c EHE 08

La EH-91 exponía este fenómeno del siguiente modo, de forma mucho más gráfica (ẞ es el coeficiente de la formulación vinculado al tiempo)

RETRACCION HIDRÁULICA: EFECTOS

El profesor Juan Pérez Valcárcel, catedrático de la ETSAC, en su texto “Patologías de Estructuras de Hormigón Armado” sintetizaba lo arriba explicado, exponiendo simplemente que el hormigón disminuye de volumen antes, durante y después del fraguado, y afirmando que si la estructura tiene su disminución de dimensiones coartada puede romperse, haciéndolo por su zona más débil.

Además, aportaba estos gráficos como patologías típicas:

Imágenes del documento «Patologías de Hormigón Armado» de Juan Pérez Valcárcel

Y a modo de resumen, Juan Pérez Valcárcel concluía que las principales características de las fisuras de retracción hidráulica son:

  • Aparición retardada, meses y a veces años
  • Más frecuentes en elementos situados en zonas secas y soleadas. A veces es muy difícil de distinguir su origen por retracción o por efectos térmicos
  • Son regulares, con anchuras prácticamente constantes y normalmente se estabilizan muy pronto, por lo que cuando el técnico interviene suelen ser muertas
  • Su forma depende del armado del elemento:
    • Cuantías altas → Fisuras finas y juntas
    • Cuantías bajas → Fisuras gruesas y separadas
  • No suelen tener riesgo estructural, pero sí de durabilidad

Hay que tener en cuenta que la fisuración por retracción hidráulica no es una patología estructural en sí (más aún teniendo en cuenta que la propia EHE impide que consideremos el hormigón a efectos de tracción), pero sí que es un fenómeno que puede provocar una degradación más rápida de los componentes del hormigón armado, como podría ser la corrosión de la armadura, y por lo tanto, debe actuarse sobre ella.

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