LAS MEJORES TÉCNICAS DE REPARACIÓN DE ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO.

---

   

Mantener, inspeccionar y reparar estructuras resistentes son funciones específicas de los ingenieros estructurales, con el paso de los años las edificaciones por lo general muestran signos de deterioro y desintegración, también los edificios recién construidos pueden colapsar por acciones fortuitas no previstas o errores de diseño. para suspender el periodo de deterioro se deben aplicar mantenimientos eficientes y estrategias de reparación que permitan recuperar en forma adecuada la resistencia estructural, la rigidez y seguridad que ayuden a prolongar la vida útil de las edificaciones.

Según estudios realizados un edificio alcanza los 80 años de vida util o mas, pero con un mantenimiento irregular, descuidos de los daños y abandono de la inspección de sus instalaciones y equipos reducen notablemente su vida util, como regla general todo edificio debe mantenerse limpio libre de escombros y malezas, sin fisuras ni roturas y lejos el contacto de sustancias agresivas. se presta sumo cuidado al prestar los mantenimientos estructurales de resistencia.

¡¡TÉCNICAS APLICADAS PARA RESTAURAR ELEMENTOS SEGÚN SU DAÑO!!

Reparación de la masa de concreto.

Consiste en la restauración de elementos de concreto que sufren parcialmente desintegración de la cascara de concreto, estos procesos se realizan de forma sencilla cuando con en pequeña escala, el paso retirar disgregando o limpiando superficie con chorros de arena húmeda y lavando el área hasta dejarla lisa, limpia y resistente dentro de la masa de concreto que se desea reconstruir.

Se debe rellenar el área con capas de mortero con cemento de calidad de espesores no mayor a 2,5 cm por capa o se procede a vaciar el concreto en encofrados previamente colocados como muestra en la figura anterior. Antes de colocar el concreto es necesario aplicar una capa de adhesivo epoxy sobre el área a reparar, esto es para mejorar la adherencia del material nuevo. Como otra alternativa también se puede usar morteros epoxy de baja retracción, aplicados con la técnica del shorcrete, estos morteros se definen como un líquido epoxy compuesto con área y otros agregados.

 Cuando los daños de desintegración son mas profundos, y están inmersos en una corrosión en las barras de refuerzos, se debe reemplazar la longitud afectada por otras en buen estado, estas deben ser colocadas con suficiente longitud de solape y atándolas con alambres o soldandolas a las barras existentes como plan de contingencia. Luego se rellenan los huecos, durante este proceso es posible que se debe usar apuntalamiento.

 Las fisuras anchas y profundas causadas por cargas excesivas o insuficiencia del área de acero longitudinal, se procede a taponar con mortero epoxy y luego inyectadas a presión con una emulsión de mortero epoxy de baja viscosidad a través de los huecos taladrados en forma diagonal a los alrededores de la zona afectada, luego de este proceso de reparación debe ser contralada con técnicas de ultrasonido o extracción de núcleos taladrados. Este tipo de reparación con inyecciones adicionales en las fisuras, incrementa notablemente la durabilidad de la misma, y en consecuencia, la vida útil en servicio de la estructura, estas inyecciones en todos los casos deben realizarse con presión controlada, asegurando la buena penetración de la emulsión. 

Disminuir luces libres.

Al disminuir las luces libres de los sistemas estructurales, se permite incrementar su resistencia, y con esto la magnitud de las cargas actuantes, se debe verificar que el resto de la estructura en especial las columnas puedan soportar este incremento de carga, para disminuir las luces libres se pueden colocar plata-bandas y puntales de rodilla o cartelas. Otra de las ventajas que ofrece la disminución de luces libres es que incrementa la resistencia al corte, y se evita el peligro de punzonado en el caso de los apoyos verticales o columnas de reducida sección transversal que soportan placas de limitado espesor.

Reforzar una estructura puede resultar complejo, si solo se incrementa parcialmente el conjunto estructural, se tiene que asegurar que el resto del sistema se capaz de soportar las nuevas solicitaciones que se impondrán al aplicar las cargas de mayor magnitud. En forma genérica el criterio de reforzar una estructura debe involucrar un aumento de peso propio, de modo que quede en condiciones de resistir una carga viva considerable. Existen diferentes estrategias para reforzar una estructura de acero o concreto armado, pero siempre se debe respetar en todos los casos que los efectos de las nuevas acciones no sobrepasen los valores de diseño para la estructura reforzada. 

Incremento de secciones transversales.

Este es un método muy frecuente para aumentar la resistencia de las estructuras de concreto armado es de incrementar el área de las secciones transversales y de las barras de refuerzo.

Por ejemplo, una viga como muestra la figura anterior en el esquema a), puede ser reforzada aplicándole una capa de concreto a la zona comprimida de la sección, o en la zona traccionada, como se muestra en el esquema b) agregando acero de refuerzo adicional para complementar la sección, de las dos alternativas la segunda es la más factible, pues el incremento del peso propio es menor.

En forma parecida se puede incrementar la sección transversal de las columnas como se ve en la figura anterior, en el esquema c), las columnas han incrementado su área de concreto con el agregado de nuevas barras longitudinales, y ligaduras, en el esquema d) este aumento de resistencia se logra con la colocación de un tubo exterior de acero, rodeando la columna original, y luego vaciando concreto en el hueco. En los dos casos de refuerzo de secciones transversales aumentadas, se debe asegurar una perfecta adherencia entre el nuevo concreto y el existente, así como una perfecta continuidad de la estructural del acero de refuerzo.

Para aumentar la resistencia al corte y evitar la falla por anclaje insuficiente o defectuoso de las barras, se puede realizar un postensado adicional posterior a las vigas, cerca de los apoyos, como se muestra en la figura siguiente, aplicando fuerzas verticales mediante planchas y pernos como se detalla en los esquemas del a) al c), las planchas se colocan junto a ambas caras horizontales de las vigas, y los pernos se ajustan con tuercas en los extremos.

Otra alternativa de reforzar columnas es otorgándoles confinamiento adicional mediante la colocación de anillos o barras zunchadas exteriores, como se muestra en la figura anterior, cada anillo tiene un anclaje lateral, desde donde se ejercen las fuerzas de postensado, el confinamiento también puede lograrse mediante la colocación de planchas bordeando todo el perímetro de la columna en la altura necesaria, fijas a la masa de concreto con pernos colocados en huecos perforados y luego relleno de mortero epoxy de baja retracción, como se nota en la figura siguiente, este confinamiento se logra ajustando los pernos hasta el apriete final requerido las planchas pueden colocarse con cordones laterales de soldadura.

Inyecciones en la masa de concreto.

Los concretos porosos, con huecos o grietas considerables externas o internas, pueden mejorar su textura, resistencia y estanqueidad mediante el empleo de inyecciones de lechadas, entre ellas se pueden nombrar.

·         Lechadas de resinas epoxy

·         Lechadas de resinas de poliuretano.

·         Lechadas de cemento de fina graduación con aditivos.

·         Lechadas de parafina.

Las resinas de epoxy se usan solo para defectos locales debido a la temperatura que alcanzas mientras endurece, si la rigidez aumenta en la masa de concreto, solo se utilizara en uno medio seco, entre las resinas epoxy están los silicatos, por lo contrario las resinas de poliuretano, solo producen aislación hidrófuga, pero pueden usarse con concretos medio secos y húmedos. Las técnicas y las lechadas empleadas, estas cumple la función de rellenar los poros de gran rigidez o gran elasticidad, en el caso de la elasticidad, esta no alcanza usualmente las variaciones de tamaño de las fisuras por cambios climáticos por los cual su reacción puede resultar no muy favorable.

La lechada de cemento de fina granulación con aditivos permite obtener una mezcla coloidal de baja viscosidad, insensible a los cambios de humedad, la graduación fina del cemento  es determinante, pues existe una relación directa entre el tamaño máximo de los granos y la penetrabilidad, y la baja viscosidad es fundamental para la trabajabilidad a largo plazo, mientras se procede a rellenar las fisuras y huecos internos de la masa, esto beneficia la capacidad de dispersión y sdimentacion de la lechada, lo cual se logra un aumento de la relación agua/cemento y utilizando aditivos superplastificantes, cuando se requiere, se usan también agente aceleradores y estabilizantes.

Para tener una mejor textura, que sea homogénea y estanqueidad de la masa de concreto es indispinsables que los poros y huecos estén interconectados de forma que la lechada pueda penetrar en la totalidad de los vanos, en cadena. En un concreto normal, a los vanos corresponde un 3% del volumen.

Este proceso de restauración es necesario para mejorar la resistencia de edificios antiguos de concreto o puentes, el proceos de inyección comienza por la base y luego se continua inyectando hacia arriba, deforma simultanea se va dando un revestimiento de shotcrete o concreto lanzado a medida que se va ascendiendo, para prevenir que la lechada se escape de los huecos.

Las paredes antiguas de piedra es beneficioso usar esta técnica, para ello se talabran los huecos en las juntas y se inyecta la lechada a través de ellas, una de las ventajas que ofrece este método  es para inyectar la suspensión solo se necesitan bajas presiones, por las cual el equipo debe ser sencillo en cuanto al bombeo que sea suficiente para llenar a todos los vanos, se puede usar bombas manuales.

Las inyecciones de lechadas se usan asimismo muy frecuentes para la reparación de anclajes de armaduras activas como cordones de postensado de puentes, donde el concreto ha sufrido desintegraciones, en estos casos se debe perforar los huecos de 30mm de ancho y de 2 a 3 m de longitud, con taladros de penetran dentro de los ductos que rodean los cordones tensados, y se inyecta la lechada, en ciertos casos se han utilizado en operaciones de este tipo hasta 500 litros de lechada por cordón.

En las secciones de concreto armado, una de las características de este sistema de relleno de poros con suspensiones, es que so en régimen de servicio se vuelven a formar nuevas grietas no será de un tamaño muy inferior a las que fueron tratadas previamente con este método, la corrosión de las barras de refuerzo se puede controlar mediante estas inyecciones al evitar que la humedad alcance la superficie de barras.

El material de masa del concreto con parafina es usado para aplicar inyecciones, esta substancia penetra fácilmente en los huecos de las paredes de mampostería de piedra o ladrillo y detiene los procesos de deterioro de los materiales, estos reducen el contenido de humedad y sellando los vanos, la parafina da especial protección a las piedras y materiales de construcción en general, estabilizándolos al penetrar profundamente en su estructura y otorgándoles aislación hidrófuga. La parafina no es un material nuevo, ha sido usado junto a diferentes tipos de cera durante siglos. En la actualidad se la emplea calentándola suficientemente para poder rociarla con un spray, aplicarla con pincel o mediante inyecciones en la masa.

Agregado de barras de refuerzo.

   Las paredes de mampostería dañadas por causas multiples, entre las cuales los movimientos sísmicos juegan un rol predominante, y pueden ser satisfactoriamente rehabilitadas colocándoles refuerzo adicional mediante barras de acero, en la ingeniería estructural se ha utilizado este tipo de metodología en paredes, desde siglos. El refuerzo en mampostería trae múltiples beneficios, pero no solo para construcciones nuevas sino también puede mejorar y optimizar el comportamiento estructural de la ya construida mediante la instalación de barras de refuerzo adicionales colocadas dentro de la pared, en las zonas traccionadas o donde se quiera aumentar la ductilidad.