TÓPICO 2 (Rehabilitación y refuerzos de estructuras)

Transcripción

1 TÓPICO 2 (Rehabilitación y refuerzos de estructuras) ESTUDIO DEL HORMIGÓN DE UNA ESTRUCTURA EXPUESTA A LA INTEMPERIE POR QUINCE AÑOS, CONSTRUIDA EN DOS ETAPAS. Fabián A. Avid, Jorge E. Saad, Jorge D. Sota Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Concordia Dirección y Teléfono: Calle Salta N 277 Concordia Entre Ríos / academica@frcon.utn.edu.ar Palabras-clave: patologías, estructura, rehabilitación, hormigón, resistencia Resumen Es común en nuestro país encontrar estructuras de hormigón construidas, que por diversas causas tales como litigios, falta de financiación, crisis económicas, etc., han sido abandonadas después de su construcción. Esto implica no solo la exposición al medio ambiente, sino también a las acciones del entorno, sumando consecuencias que generan patologías que deberán ser tenidas en cuenta al tiempo de intentar utilizar, reciclar o poner en servicio a la estructura construida. En algunas ocasiones se suma la falta de información sobre el diseño y cálculo de la estructura de hormigón. En nuestro caso se estudia, con el objetivo de tipificar el hormigón de la estructura, un edificio de departamentos en altura, en once plantas, ubicado en la ciudad de Concordia, provincia de Entre Ríos. El tiempo de ejecución de esta estructura supera los quince años hasta el cuarto piso y los diez para las plantas superiores. En ese lapso ha estado expuesto a la intemperie, sin ningún tipo de cuidado y/o mantenimiento. Se realizaron ensayos no destructivos y de testigos de hormigón extraídos de la estructura. Se estableció una resistencia de cálculo y diseñó una metodología de reparación y puesta en servicio de la estructura.

2 Introducción En este trabajo se estudia la estructura de un edificio de departamentos en altura, en once plantas o niveles, sin terminar, ubicado en la ciudad de Concordia, provincia de Entre Ríos, con el objetivo de tipificar el hormigón de la estructura, a fin de proceder a determinar la posibilidad de habilitar para su uso originalmente planteado. La estructura realizada en dos etapas, posee una antigüedad superior a los quince años hasta el cuarto piso y los diez años para las plantas superiores. Durante todo ese tiempo ha estado expuesto a la intemperie, sin ningún tipo de cuidado y/o mantenimiento. Se auscultó todo la estructura con ensayos no destructivos y se procedió a la extracción de testigos de hormigón, para su posterior comparación. Como hecho curioso se ensayó una probeta de hormigón encontrada en la estructura. Se analizaron los resultados y se estableció una resistencia característica de cálculo, diseñando una metodología de reparación y puesta en servicio de la estructura. Metodología Se realizó un relevamiento de la estructura, a fin de determinar las patologías expuestas en el hormigón y determinar la sistemática de ensayos a realizar para contar con información suficiente y resolver la seguridad de su puesta en funcionamiento. Se procedió a la determinación de las características de los hormigones presentes mediante la ejecución de ensayos no destructivos en cada una de las plantas, mediante esclerómetro, en columnas y complementar con ensayos mediante extracción de testigos en losas. Se obtuvieron quinientos cincuenta resultados de impactos de esclerómetro y resultados de resistencia a compresión de testigos extraídos en las losas de 10 cm de diámetro. Se adicionaron determinaciones de esclerómetro en zonas adyacentes a las extracciones de los testigos, a efectos comparativos. Como dato curioso se encontró en la obra una probeta cilíndrica de 15 x 30 cm que se remitió al laboratorio para su posterior ensayo, la misma no presentaba indicaciones del sector al cuál corresponde. Los resultados se consignan en los Tabla 1,2 y 3. Se diseñó una metodología para las auscultaciones del esclerómetro comenzando con determinaciones en el 2 do y 3 er piso el primer día, el segundo en el 4 to, 5 to y 6 to piso, el tercer día en el 1 ero y la planta baja, el cuarto en el 7 mo y 8 vo piso, y finalmente en el quinto día en el 9 no piso y la azotea. Como particularidad se puede decir que los ensayos de esclerometría se ejecutaron sobre columnas previamente elegidas y no consecutivas en la altura. Particularmente en planta baja y el primer piso se auscultaron las que estaban disponibles ya que esas plantas tienen mamposterías y revoques en ciertos sectores. Las extracciones de testigos se realizaron sobre losas del tercer piso. Se procedió a elegir dicha zona por la provisión de agua como refrigerante y debido a que al momento de los ensayos no existía equipo de elevación disponible (montacargas). Al día siguiente de la extracción se

3 realizaron los ensayos de esclerometría en la zona de las extracciones para calibración de equipos y control (comparaciones). Tabla 1 - Resultados de resistencia de testigos y correlación de rebotes. Estructura E1 E2 E3 Promedio Resistencia Tercer Piso 19,0 26,0 21,4 22,1 Mpa Rebotes en Tercer Piso ,5 Tabla 2 - Resultados promedio de las determinaciones esclerométricas y resistencia estimada. Estructura C1 C2 C3 C4 C5 Promedio Rebotes Resistencia estimada (en MPa) Planta baja 45,0 40,0 45,0 45,0 46,0 44,0 22,9 Primero 47,0 46,0 46,0 46,0 43,0 45,5 23,7 Segundo 48,0 46,0 44,0 46,0 39,0 45,5 23,7 Tercero 47,0 47,0 46,0 46,0 39,0 45,0 23,4 Cuarto 46,0 49,0 44,0 35,0 36,0 42,0 21,8 Quinto 47,0 46,0 37,0 47,0 36,0 42,5 22,1 Sexto 43,0 45,0 41,0 44,0 36,0 42,0 21,8 Séptimo 42,0 36,0 44,0 37,0 38,0 39,5 20,5 Octavo 42,0 44,0 40,0 48,0 44,0 43,5 22,6 Noveno 34,0 38,0 38,0 42,0 38,0 38,0 19,8 Azotea 47,0 44,0 45,0 48,0 47,0 46,0 23,9 Promedios de resultados totales 43,0 22,4 Tabla 3 - Resistencia a la compresión de probeta cilíndrica Resistencia de rotura cilíndrica a compresión = 32,6 MPa Equipos utilizados Se han empleado para realizar estos ensayos los siguientes equipos: Esclerómetro Marca Controls Mod. 58-CO181/N. Extractora de Testigos a Combustión. Marca ALEIN Broca de 100 mm. Prensa para ensayos a la compresión de 100 ton. Marca CIENTEC.

4 Medidas de Mitigación En el relevamiento previo se han verificado deterioros generalizados en la superficie de las armaduras de losas por corrosión en diversas plantas, oquedades en vigas y pié de columnas principalmente, estancamiento de aguas pluviales en losas con vigas invertidas, hierros expuestos en columnas. En particular, se puede observar, que los mayores deterioros se presentan en losas y en algunas plantas, principalmente al frente ubicado sobre la fachada sur del edificio. Existen sectores en fondos de losas con armaduras expuestas con alto grado de oxidación superficial, y con lixiviación de calcio en la zona lo que hace necesario una intervención con extrema precaución. En ellos las medidas de recuperación deberán ejecutarse previa limpieza con productos químicos de marcas presentes en el mercado Como medidas de corrección inmediatas se recomienda proceder: 1) Retiro de las aguas estancadas. 2) Sellado mediante mortero de cemento, previa limpieza y retiro de material suelto, en hierros expuestos de columnas. 3) Limpieza de oxidación en armaduras de losas y sellado con mortero cementicio.. Conclusiones En base a los resultados obtenidos mediante los ensayos realizados, tanto en obra (esclerometría) como en laboratorio (testigos y probeta) se puede inferir que el hormigón presente en esta obra se corresponde con un H-21, según Reglamentos CIRSOC, o sea con una resistencia característica de 21 MPa o 210 kg/cm 2. Se entiende por resistencia característica aquella que es superada por el 95 % de los resultados. A los efectos de tomar un dato mesurado, para la verificación del cálculo estructural se podría considerar la presencia de un hormigón del tipo H-17.

5 Figura 1: DETERMINACIONES CON ESCLEROMETRO EN COLUMNAS

6 Figura 2: EXTRACCIONES DE TESTIGOS

7 Figura 3: PATOLOGIAS EN LOSAS Figura 4: PATOLOGIAS EN COLUMNAS Y VIGAS

8 Bibliografía: * TECNOLOGÍA DEL CONCRETO / Neville Brooks. Editorial Trillas México Edición * CONCRETE: Microstructure, properties and materials / Mehta, Kuma; Monteiro, Paulo. Editorial Mc Graw Hill EEUU Edición * HORMIGÓN ARMADO. 14ª edición basada en la EHE. Pedro Jiménez Montoya - Álvaro García Meseguer - Francisco Morán Cabré. Editorial Gustavo Gilli S.A. Año * DURABILIDAD DEL HORMIGÓN ESTRUCTURAL. Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón (AATH). Año * CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO (ACI E 704 4) / IMCYC. Editorial Limusa. Edición * REGLAMENTOS CIRSOC 201 y 202 / INTI * NORMA IRAM Nº 1551 Tercera edición Hormigón de cemento pórtland. Extracción, preparación y ensayo de testigos de hormigón endurecido. * NORMA IRAM Nº Hormigón de cemento pórtland. Método de ensayo de la dureza superficial del hormigón endurecido mediante la determinación del número de rebotes empleando el esclerómetro de resorte. * REVISTA CEMENTO. Instituto del Cemento Portland Argentino (ICPA). Nov Año 3 - Nº 18. * CAUSAS, EVALUACIÓN Y REPARACIÓN DE FISURAS EN ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN. ACI 224.1R-93