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Patologías de origen higrotérmico: Fisuración por contracción térmica inicial.

Imagen Patologías de origen higrotérmico: Fisuración por contracción térmica inicial.

Al enfrentarnos a una obra de edificación, debemos asegurar la correcta ejecución de los elementos de hormigón. Es por ello que debemos tener en cuenta las posibles patologías de origen higrotérmico, es decir, las causadas debido a las variaciones de humedad y temperatura que experimenta el material, desde el hormigonado hasta sus primeros años de vida útil.

En este post vamos a estudiar las que se producen debido a la variación de temperatura durante los primeros días tras el hormigonado.

La hidratación del cemento

Al mezclar el cemento con el agua, se produce una reacción que genera enlaces, convirtiendo este material en un material aglutinante. Este fenómeno se denomina hidratación, y durante su proceso se genera calor, por lo tanto nos encontramos ante una reacción exotérmica.

La contracción térmica inicial

Si el calor producido durante la hidratación del cemento no es disipado a la velocidad suficiente, la pieza verá incrementada su temperatura en relación al ambiente. La temperatura irá creciendo hasta comenzar a disiparse al tercer o cuarto día, pudiendo alcanzar alrededor de 40ºC, incluso 60ºC si la cantidad de cemento es elevada.

Conforme la pieza vaya enfriándose, irá igualando paulatinamente su temperatura a la temperatura ambiente. Esto producirá una disminución del volumen de la pieza, que si no se tuviese en cuenta, podría provocar daños en la estructura, ya sea estéticos, de servicio, o estructurales.

Este fenómeno se denomina contracción térmica inicial, y si no se realiza una buena previsión de esta circunstancia, se pueden producir las siguientes patologías:

Fisuración por coacción externa

Una pieza de hormigón armado sometida a una coacción externa puede llegar a impedir el acortamiento de la pieza. Ésta se encontraría sometida a tracción, así pues, si las solicitaciones fuesen lo suficientemente grandes, el hormigón sufriría fisuración.

Este fenómeno se produce en edades muy tempranas del hormigón, durante los primeros 5 días, por lo tanto afecta a la resistencia a tracción y a la adherencia de las armaduras, de modo que su trascendencia podría llegar a ser muy grave.

Ejemplo. Fisuración en la cimentación de muros

  • Origen
  • Tras el hormigonado de la cimentación de un muro, éste sufrirá contracción térmica inicial, originando un acortamiento del elemento lineal.

    Si el rozamiento con el terreno con el que está en contacto se lo impidiese, estaría generando una coacción externa que produciría tracción, pudiendo fisurar el elemento en dirección perpendicular al esfuerzo.

  • Características
  • Las fisuras originadas tienen aberturas significativas, y suelen situarse regularmente espaciadas entre ellas.

  • Buenas prácticas
  • Para evitar la posible patología, se recomienda ejecutar el cimiento por tramos, quedando así los acortamientos reducidos respecto a la totalidad del elemento. También se debe asegurar una correcta cuantía de armadura.

    Fisuración por coacción interna

    Las piezas de hormigón de gran volumen pueden presentar problemas para la disipación uniforme del calor. La parte exterior, al estar en contacto con la temperatura ambiente, se enfriará antes que el interior de la pieza.

    Si este gradiente de temperatura fuese lo suficientemente amplio, la parte exterior a menor temperatura intentaría acortarse, siendo impedida por la interior a mayor temperatura. Esta situación generaría tracciones sobre el hormigón expuesto al ambiente, pudiendo producir fisuras en su superficie.

    Ejemplo: Fisuración del pilono de un puente.

  • Origen
  • Sobre el pilono de un puente, al tratarse de un objeto masivo, el exterior de la pieza sufrió el decremento de temperatura a mayor velocidad que el interior, lo que produjo que la contracción también fuese más rápida. Este fenómeno generó tracciones en la cara externa, responsables de la aparición de las fisuras

  • Características
  • Observación de fisuras de débil abertura, con trazados y direcciones irregulares por toda la superficie del pilono.

    El gradiente térmico se verá especialmente amplificado por factores concretos en la composición del hormigón o morfología de la pieza, por lo que debemos prestar especial atención a esta problemática en los siguientes casos:

    • Contenido alto de cemento.
    • Piezas de gran espesor.
    • Dificultad para disipar el calor.

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