¿Por qué se deteriora el hormigón?

El paso del tiempo sobre el hormigón causa una serie de deterioros que pueden verse acelerados en el caso de que este material esté expuesto a condiciones ambientales adversas o si el proceso de construcción de la estructura de hormigón fue inadecuado.

Estos deterioros pueden dividirse en dos grupos fundamentales: deterioro del propio hormigón o deterioro de la armadura, en caso de haberla.

¿Qué tipos de deterioro pueden ocurrir en el hormigón como material?

Las causas de deterioro del hormigón como material pueden ser de origen mecánico, químico o físico.

Deterioros de origen mecánico

 Se trata del deterioro causado por las acciones físicas sobre el hormigón como material, procediendo de múltiples orígenes como errores de ejecución o de cálculo, por accidente o por el paso del tiempo. Estas acciones, en función de su gravedad, provocarán causas empezando por pequeñas fisuras o desconchamientos y fracturas, pudiendo llegar en casos extremos a producir un colapso de la estructura.

Se pueden dividir las acciones del deterioro entre:

Choques: Procedentes de vehículos, barcos, etc.

Explosiones: Provocadas, por ejemplo, por accidentes domésticos o urbanos y de forma controlada por derribos de edificios cercanos.

Vibraciones: Pudiendo aparecer por obras cercanas, maquinaria o trenes circulando por vías cercanas, entre otros.

Efectos de fenómenos naturales: Tales como viento, crecidas de ríos, seísmos, etc.

Asientos en las cimentaciones: La fuerza de la gravedad y el peso propio de la cimentación pueden provocar que esta estructura enterrada se hunda demasiado en el terreno.

Deformaciones excesivas o variaciones dimensionales: Éstas podrían deberse, por ejemplo, a las dilataciones y contracciones del material por las diferencias de temperatura o las cargas excesivas que pudiera recibir la estructura del resto de elementos que se soportan en ella.

Aparición de coacciones no previstas en las estructuras: Al deberse a una prohibición del movimiento libre y natural de la construcción, se producen reacciones indeseadas para compensar este hecho.

• Exceso de cargas permanentes o sobrecargas: La diferencia entre estos tipos de cargas se basa en la procedencia: Las cargas permanentes son las que encontramos habitualmente, como por ejemplo, el peso propio de un pavimento; en cambio, las sobrecargas tienen un componente de tiempo limitado, como podría ser una sobrecarga por nieve que se acumula en una cubierta.
  • El exceso de cargas permanentes suele proceder de una repavimentación, que muchas veces supone colocar nuevas capas de pavimento sobre uno preexistente, y como consecuencia añadiéndole peso. Este hecho ocurre tanto en edificios como en puentes.
  • En el caso de las sobrecargas, el exceso se suele deber a un cambio de uso. Por ejemplo, el paso de residencial a comercial añadirá sobrecargas de uso al edificio. En menor medida, se debe a fallos en el cálculo.
• Fatiga: Cuando el hormigón se somete a grandes cargas, en diversas ocasiones, puede llegar a no recuperarse de estas cargas excesivas y una exposición continuada a ellas puede tener consecuencias. Este podría ser el caso, por ejemplo, de la colocación de una piscina portátil en los meses de verano sobre una terraza que no está preparada para ello.

Deterioros de origen químico

Estas agresiones proceden generalmente por la interacción con agentes externos, pero también pueden ser producidas por sustancias que están presentes en los componentes del propio hormigón.

El hormigón es tanto más susceptible a ataque de agentes externos cuanto mayor es su porosidad, por ello, la relación de agua y conglomerante debe ser la correcta, aproximadamente una proporción de uno de agua por dos de conglomerante. Un exceso de agua haría que el conglomerante no llegara a absorberla y quedarían espacios vacíos y, por lo tanto, aparecerían porosidades y, en el caso contrario, el conglomerante no se hidrataría lo suficiente y no cumpliría su función unificadora.

Pueden causar este tipo de deterioro:

• Ataque por Sulfatos: Los sulfatos están siempre presentes en el cemento y son una de las partes encargadas del proceso de fraguado del hormigón. Sin embargo, un exceso de ellos, principalmente procedentes del exterior, en suelos yesíferos o agua de mar, por ejemplo, reaccionarían con los aluminatos del hormigón para producir etringita, compuesto 2,5 veces superior al producto de partida, generando tensiones interiores en el hormigón y degradación del
• Presencia de cationes agresivos: Como el magnesio y el amonio, también presentes en aguas, generalmente industriales, que al entrar en contacto con el hormigón podrían generar productos secundarios que degradarían el propio hormigón.
• Reacción Árido-Álcali: Se produce cuando se hidrata el cemento y entra en contacto con algunos áridos con minerales silíceos. Esta reacción produce geles, que con la humedad se expanden y provocan Existen otros áridos, por ejemplo, las dolomitas, que también podrían dar lugar a reacciones, en este caso árido-carbonato, aunque son mucho menos frecuentes.

Eflorescencias: Acción biológica de organismos tales como bacterias, algas, líquenes, etc

Deterioros de origen físico

El deterioro físico del hormigón suele traducirse en consecuencias visibles en su superficie tales como: fisuras o descamación de las capas superficiales (delaminaciones) entre otras consecuencias visibles en su superficie, las cuales pueden llegar a debilitarlo significativamente.

Este deterioro puede proceder de:

Ciclos de hielo-deshielo

Efectos térmicos (entre ellos el fuego)

Retracción térmica: En el momento que se unen los componentes del hormigón con el agua se produce una reacción química entre el cemento y el agua que aumenta la temperatura del hormigón temporalmente, haciendo que se dilate. El elemento se va enfriando gradualmente hasta que alcanza de nuevo la temperatura ambiente, y las partes que ya están endurecidas se contraen, provocando deformaciones. Esto pasa especialmente en el caso de grandes elementos y hormigones con mucho cemento.

Retracción endógena: Pérdida de volumen asociada a la pérdida de peso o cambios de temperatura.

Retracción plástica: Esta desecación del hormigón temprana es debida a la combinación de pérdida de agua en el ambiente y una proporción de agua y cemento baja, siendo la causa general las pérdidas desproporcionadas de agua.

Erosión y desgaste: Pudiendo ser provocadas, por ejemplo, por la rodadura de los vehículos sobre el pavimento.

Cavitación, debida a la circulación de agua a gran velocidad, como sería en el caso, por ejemplo, del hormigón utilizado para la construcción de presas de agua.

¿Qué tipos de deterioro pueden ocurrir en las armaduras?

Es la causa más común de deterioro del hormigón armado. Los agentes agresivos, tales como los cloruros o el CO₂ atmosféricos, penetran a lo largo de los poros del hormigón iniciando el proceso de corrosión en sus armaduras embebidas. Este proceso de corrosión puede llegar a producir un importante deterioro en las armaduras que la debilitan, pudiendo llegar a producir graves accidentes como el colapso de la estructura. Este se ocasiona principalmente por:

• Ataque de cloruros: Los iones cloruro pueden estar presentes en el hormigón debido a su adición en el amasado en forma de aditivos o porque penetren desde el exterior a través de la red de poros, siendo esta última la causa más común. Esto suele ocurrir en zonas con ambientes marinos y también en zonas con climatología adversa en las cuales se utilizan sales de deshielo como, por ejemplo, en carreteras o El ion cloruro penetra hacia el interior del hormigón a través de la red de poros mediante diferentes mecanismos de transporte, entre los que destaca la difusión, rompiendo de forma localizada la capa pasiva que protege al acero, dando lugar a lo que se conoce como corrosión localizada o por picadura.
• Carbonatación: La solución contenida en los poros, formada principalmente por hidróxidos alcalinos de calcio, sodio y potasio, mantiene el pH de la red porosa en valores comprendidos entre 5 y 13.5. Esto permite que el acero embebido en el hormigón se encuentre protegido. Sin embargo, el hormigón es un material poroso que permite el ingreso de ciertas sustancias, como puede ser el CO₂ atmosférico. El proceso de carbonatación se puede simplificar como la reacción únicamente de dicho compuesto con el CO₂ atmosférico para formar carbonato cálcico, reduciendo el pH hasta valores inferiores a 9, desprotegiendo al acero embebido en el hormigón. El ataque por carbonatación causa una corrosión generalizada, que se caracteriza por un ataque homogéneo en toda la superficie del acero.

Los principales efectos que produce este proceso de deterioro son:

• Pérdida de sección efectiva del hormigón debido a la fisuración y al desprendimiento del
• Disminución de la sección y de la ductilidad de la
• Reducción de la adherencia entre hormigón y acero y del anclaje de la armadura embebida en el hormigón.
• Efecto sobre el hormigón, con la aparición de manchas o eflorescencias.

Como consecuencia de la corrosión se forman óxidos de mayor volumen que producen una expansión volumétrica en la interface entre la armadura y el hormigón. Este incremento de volumen da lugar a un incremento de tensiones que puede llegar a fisurar el hormigón. Si los productos de corrosión son de pequeño tamaño y el hormigón está tan húmedo que se generan de forma homogénea, pueden migrar a través de los poros y llegar a la superficie dando lugar a manchas de óxidos. Estas manchas pueden aparecer sobre la armadura o ligeramente desplazadas, en función de la humedad. Si se produce desprendimiento, éste suele tener lugar en las zonas de compresión de los elementos o en sus zonas inferiores.

Las fisuras pueden tener efectos adversos sobre la estructura, afectando a la capacidad de prestar el servicio para el que han sido diseñadas.

Además, en el caso de estructuras postesadas o pretensadas, es decir, con armadura activa, se puede desarrollar un tipo particular de deterioro que es la corrosión bajo tensión. Este tipo de corrosión se caracteriza por el crecimiento de una fisura en el acero que puede provocar colapso o fallo repentino de parte de la estructura o de la estructura entera sin signos previos de deterioro apreciables desde el exterior. En algunos casos, además de la corrosión bajo tensión, también tiene lugar la fragilización por hidrógeno que produce una disminución adicional de la resistencia del acero. Estas roturas se han observado en muy diversas estructuras como puentes, tuberías de hormigón pretensado, reparaciones en presas, etc.

¿Qué factores aceleran el deterioro del hormigón?

Los factores que aceleran el deterioro son generalmente la humedad y la temperatura:

• En el caso de la humedad, la mayoría de los procesos de deterioro se detienen si el hormigón está seco, entendiendo como seco que su humedad relativa está debajo del 65%
• La temperatura tiene un doble efecto, ya que si bien su aumento acelera los procesos de deterioro, una mayor temperatura también evaporará la humedad y, en ausencia de la humedad, los procesos de deterioro se pueden llegar a

Enlaces

• Índice de contenidos de la Guía sobre reparación, refuerzo y protección del hormigón

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