JORNADA TECNOLOGICA SOBRE

PATOLOGAS DE LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGN ARMADO

11 de Junio de 2004 Saln de Actos, LEMIT, calle 52 entre 121 y 122, 1900 La Plata

TECNICAS PARA LA REPARACIN DE

ESTRUCTURAS DE HORMIGN

Daniel Bascoy *

* Ingeniero Civil UBA. Consultor Independiente en Tecnologa de Materiales y Patologas Estructurales. Direccin electrnica: danielbascoy@aol.com

Palabras Claves : Reparaciones Propiedades Materiales Procedimientos

RESUMEN

Las estructuras de hormign armado que han sufrido deteriores, cualquiera fuese su origen, tienen disminuidas su integridad estructural y su durabilidad. En el caso de que stas se reduzcan por debajo de un nivel determinado, las estructuras deben ser reparadas para reintegrarles su aptitud de uso y permanencia. La realizacin de las tareas que renueven la capacidad resistente y la durabilidad de las estructuras es un reto permanente a la ingeniera, que requiere la aplicacin de tcnicas y materiales que garanticen que ambas propiedades se reestablecern al nivel necesario y permanezcan as durante el tiempo previsto de uso de la estructura. En este trabajo se describe con detalle los aspectos bsicos de las tcnicas a emplear y los materiales disponibles para alcanzar con xito la reparacin estructural buscada.

1. INTRODUCCION

La reparacin de una estructura de hormign, degrada o atacada de tal modo que su integridad estructural o durabilidad estn afectadas, requiere de la adopcin de tcnicas y materiales que garanticen que esa reparacin cumplir con los requisitos exigidos para recuperar las cualidades disminuidas. Adems de lo anterior, una buena parte de las reparaciones de estructuras con patologas degradantes (grandes o pequeas) se realizan para hormigones que deben permanecer vistos o recibir slo recubrimientos delgados. De modo que, en esos casos, las reas nuevas una vez terminadas deben combinarse y armonizar con las superficies adyacentes no alteradas, mediante un adecuado acoplamiento en su color y textura. Para cumplir con su finalidad, los trabajos de reparacin de estructuras deben tener en general con las siguientes propiedades:

Adherirse por completo y de manera permanente al hormign de substrato y al adyacente que subsista.

Ser suficientemente impermeable para proteger al hormign original, o

cuanto menos no ms permeable que ste. La permeabilidad deber evaluarse en cuanto a los agentes que existen en su medio de implantacin (humedad, dixido de carbono, cloruros, etc.).

No tener fisuras, ni grandes ni pequeas, por contraccin u otras causas. Tener la resistencia mecnica necesaria exigida por las solicitaciones a que

estar sometida la estructura de hormign. Ser resistente a los agentes agresivos especficos que inciden sobre el

hormign en reparacin, hayan o no sido responsables de ese deterioro. Las estructuras de hormign afectadas por patologas diversas que requieren reparaciones tienen generalmente cierta edad y estn en uso. Para efectuar la intervencin se requiere de estudios detallados y una cuidadosa planificacin, combinando las cuestiones tcnicas con las operativas y el uso seguro de la estructura, la que en la mayora de las veces debe permanecer en servicio durante las tareas de mantenimiento. De todos modos y en todos los casos el hormign deteriorado existente debe aislarse y removerse sin afectar la integridad del resto, que debe quedar inalterado. En este trabajo se presentan y describen en sus aspectos bsicos los materiales y las tcnicas y procedimientos recomendados para llevar a cabo las reparaciones de estructuras de hormign afectadas por deterioros.

2. MATERIALES PARA LA REPARACION DEL HORMIGN

Reparar una estructura de hormign deteriorada o con alguna patologa, consiste en reconstruir y/o incrementar el volumen de los elementos daados. Esto se debe lograr, segn los casos, con nuevo hormign o mortero. Al seleccionar esos materiales de reconstruccin, debe considerarse la compatibilidad (dilatacin trmica, estabilidad dimensional, adherencia y resistencia) de ese material con el hormign base y el de su entorno. Adems deber cumplir con los siguientes requisitos:

Durabilidad compatible con la vida til esperable de la estructura total a partir de la reparacin.

Compatibilidad con las condiciones de servicio de la estructura (resistencia y

deformabilidad).

Resistencia al medio ambiente y a los agentes agresivos que actuarn sobre ella.

Adecuado comportamiento por contraccin.

Compatibilidad con el mdulo de elasticidad del material de la estructura

remanente.

Aptitud para ser moldeado y/o colado en condiciones satisfactorias en el lugar necesario.

Para elaborar los hormigones y/o morteros de reconstruccin, cuyas aplicaciones adecuadas se detallan ms adelante, se pueden usar los materiales constituyentes que se describen en la seccin siguiente.

2.1. CEMENTO PRTLAND

Para tareas de reparacin pueden utilizarse, en principio, todos los tipos de cemento portland disponibles para elaborar hormigones, cumpliendo con las directivas indicadas en lo general para los mismos. Sin embargo, una buena prctica para asegurar la compatibilidad con la estructura existente a la cual debe adherir la reparacin es utilizar uno semejante al cemento constituyente del hormign original, siempre y cuando sea adecuado con relacin a la situacin que provoc el deterioro. La utilizacin de cementos de bajo contenido de aluminato triclcico ser necesaria en el caso de ambientes agresivos, moderados a severos segn los casos por contenidos de sulfatos. Los cementos portland de alta resistencia inicial, son adecuados para

ganar resistencia rpidamente, lo que en general es de suma importancia en las tareas de reparaciones. En condiciones particulares, aunque no disponibles en nuestro medio, se pueden utilizar cementos con compensadores de la contraccin y cementos de alta resistencia temprana por alto contenido de almina. En este ltimo caso, cementos de alta almina, deber tenerse especial cuidado por la disminucin de durabilidad de la reparacin, segn los agentes agresivos a los que se expone a la estructura. Existen en el mercado varios cementos patentados de fraguado ultra rpido, cuyo uso debe hacerse con cuidado en reparacin de estructuras, ya que por contener yeso y aluminatos no son durables ante una exposicin al exterior a la humedad o a cloruros. De todos modos, sus propiedades de fraguado y endurecimiento muy rpidos restringen su uso a cantidades pequeas y localizadas y pueden adoptarse en situaciones de emergencia.

2.2. AGREGADOS

Las especificaciones para los agregados a utilizar en reparaciones son iguales a los de los constituyentes de hormigones y morteros. Segn el espesor de la reparacin a efectuar estarn limitados en cuanto a su tamao mximo (que no debe exceder del tercio del espesor de la reconstruccin) y en el caso de la reparacin de un acabado con agregado expuesto, donde deber elegirse de modo que coordine en cuanto al color y textura de los existentes.

2.3. ADITIVOS Y ADICIONES

Los aditivos y adiciones que se usan habitualmente en hormigones tambin se pueden, y en muchos casos se deben, incluir en los hormigones y morteros de reparacin. Entre los aditivos empleados se incluyen : fluidificantes (tanto normales como de alto rango) y los que producen hormigones autocompactantes, para alcanzar alta fluidez con baja relacin agua cemento, ya que en la mayora de los casos la colocacin en forma compacta es un aspecto crtico; los incorporadores de aire para el caso de acciones de congelamiento y deshielo y aceleradores o retardadores del fraguado para controlar ese fraguado segn la reparacin a efectuar y cmo sea la temperatura ambiente. Entre las adiciones pueden incorporarse humos de slice, cenizas volantes muy finas o puzolanas naturales. Todas ellas con el fin de mejorar la estructura de poros de la pasta de cemento endurecida y con ello reducir la porosidad y permeabilidad del material de reparacin. En estos casos es conveniente que esas adiciones (salvo el

humo de slice) estn incluidas en el cemento portland constituyendo un cemento prtland compuesto. Para controlar la fisuracin y mejorar el comportamiento a traccin de la reparacin pueden incluirse fibras de vidrio o de polipropileno resistentes a los lcalis. Un prrafo aparte merecen e este trabajo las incorporaciones de polmeros mezclados integralmente con el hormign o mortero, por la importancia en la capacidad adherente con el substrato que ellas tienen.

2.4. AGENTES ADHERENTES

Los agentes adherentes, incorporados ya como aditivos en la masa del hormign o mortero de reparacin o slo como puente de adherencia entre el hormign existente y el nuevo de la reparacin, se pueden clasificar en tres grupos: los basados en resinas epoxi, los basados en ltex y los basados en cemento (estos ltimos son los denominados grout para puente de adherencia) Los productos basados en resinas epoxi, que es un polmero termoestable al que se le agregan cargas inertes para ciertos usos; tienen una excelente adherencia con el hormign tanto en estado fresco como endurecido y con muy poca contraccin al endurecerse. Estn especificados en la norma ASTM C881. Debido a que su coeficiente de dilatacin trmica y su resistencia a traccin son mayores que las del hormign (el primero una cuatro veces ms y la segunda unas veinte), las reparaciones delgadas utilizando puente de adherencia basado en epoxi pueden desprenderse del hormign base durante variaciones bruscas en la temperatura. Cuando endurecido el epoxi no es permeable a la humedad, por lo cual la que quede atrapada debajo de una reparacin impermeable con base de epoxi puede causar inconvenientes en condiciones de congelacin y deshielo. Los epoxis tienen una corta duracin en estado utilizable, por lo cual las cantidades que se pueden mezclar son de tamao pequeo y pueden estar muy limitadas cuando se tienen temperaturas ambiente elevadas, las cuales acortan el tiempo de fraguado. Una vez endurecidos, los epoxis no son alterados por la humedad y la mayor parte de los productos qumicos, pero se ablandan con las temperaturas elevadas y se funden y carbonizan con temperaturas del orden de los 200C. Hay dos tipos de productos adherentes basados en ltex, que de acuerdo con la especificacin de la norma ASTM C 1059, se denominan tipo I y tipo II. La principal diferencia es que el tipo I es reemulsificable y el tipo II no es reemulsificable. El tipo I se puede aplicar a la superficie que se va a adherir unos cuantos das antes, pero no se puede usar en donde existe humedad o alta humedad (la lluvia lo "lava). No se recomienda para la adherencia estructural. El tipo II (basados en el polmero estireno-butadieno o en poliacrlicos) tiene una mayor resistencia de adherencia y se puede usar en lugares en donde haya humedad. Tiene igual que los basados en epoxi muy alto coeficiente de dilatacin trmica pero una resistencia a traccin no tan alta como

ellos. Este es el ltex que se debe utilizar para incluir como aditivo de los morteros y hormigones para trabajos de reparacin de estructuras. El grout o mortero de cemento se elabora con arena muy fina y cemento de alta resistencia y finura alta y en las ms de las ocasione con el agregado de aditivos fluidificantes. Deben estar dosificados de tal forma que se obtenga un mortero de consistencia pastosa pero cohesivo y plstico a la vez con una mnima cantidad de agua. Su utilizacin como puente de adhesin entre hormign endurecido y hormign fresco, aplicado con la tcnica adecuada, es muchas veces suficiente pero ha sido dejado de lado ltimamente por la utilizacin ms confiable (especialmente en el caso de aplicacin de capas delgadas) de los otros productos aqu descriptos. Se cita en este trabajo, aunque no deberan utilizarse, los productos basados en polisteres, acrlicos y metacrilatos de metilo que son adherentes resinosos semejantes a los de resinas epoxi, pero ms econmicos. Tiene los mismos inconvenientes de los epoxi con relacin a resistencia a traccin y coeficiente de dilatacin trmica ms altos, a lo que suman una mayor contraccin al endurecer, lo que los hace poco aptos para trabajos de reparacin estructural. Adems, los polisteres no se adhieren bien a las superficies no porosas como el metal (barras de acero) o el vidrio, no son del todo compatibles con superficies mojadas o hmedas, como es el caso de aplicar sobre hormign fresco, tienen pobre resistencia al agua y corta duracin en almacenaje.

2.5. SELLADORES Y RECUBRIMIENTOS

Como terminacin de las tareas de reparacin, tanto sobre el material nuevo como el remanente, con el objeto de reducir la permeabilidad a los agentes agresivos exteriores y dar proteccin a la estructura contra la accin de la intemperie puede ser til la aplicacin de un sellador o un recubrimiento de terminacin superficial. Los selladores son productos transparentes y se espera que penetren en la superficie sin dejar una pelcula visible. Los recubrimientos pueden ser transparentes u opacos, con o sin color, y pueden tener cierta penetracin, pero siempre debern dejarn una pelcula visible completa sobre la superficie del hormign. Tanto unos como otros deben permitir la emisin de vapor de agua por parte del hormign (permitir que respire) pero ser impermeables (o cuanto menos muy poco permeables) a la penetracin de la humedad exterior, dixido de carbono y cloruros despus de su curado. Se han utilizado durante mucho tiempo selladores de siliconas, estando actualmente muy difundidos los basados en silano y siloxano (de igual origen en el silicio) que tiene una buena duracin en servicio (de 5 a 10 aos) con una penetracin eficaz (de 3 a 6 mm) y muy poco efecto sobre el color del hormign, principalmente ante los agentes atmosfricos que ensucian a los de siliconas. En virtud de los requisitos que deben

cumplirse en relacin con el medio ambiente, se los presenta en formulaciones de emulsiones acuosas, presentacin que altera adversamente las mejores caractersticas de los selladores. Debe estudiarse detenidamente la aplicacin de selladores cuando se tenga planeado recubrir el hormign con una capa o construccin adicional, ya que impedirn la adherencia entre ellos. En cuanto a los recubrimientos, no son otra cosa que las conocidas pinturas. Se pueden usar las pinturas de epoxi (como el caucho clorado y los epoxis clorados), las pinturas de ltex acrlico (verificando su compatibilidad con los cambios trmicos esperados, el color de la superficie adyacente y otras necesidades de servicio) y las pinturas a partir de cemento con agregados de polmeros (dispuestas en espesores generosos). Todos estos productos requieren, aunque en mayor medida los recubrimientos de pinturas, aplicaciones posteriores a modo de mantenimiento peridico, para que sean eficaces tanto en impermeabilidad como en esttica. En el caso de las siliconas, una segunda aplicacin necesita la realizacin de una abrasin, por ejemplo por arenado, para retirar el material remanente que impedira la adhesin del nuevo.

2.6. PIGMENTOS COLORANTES

Con el objeto de obtener determinada coloracin en el hormign de terminacin superficial de una reparacin, para evitar que resalte y as concuerde con el adyacente, en ocasiones es necesario adicionarle pigmentos que modifiquen su color natural cuando no es posible una terminacin de pintura que los unifique. Los pigmentos que se usan son materiales inorgnicos pulverulentos (basadas en xidos estables de metales) compuestos por partculas muy pequeas (de tamaos inferiores a 0,001mm). Deben ser incorporados slo en la capa final y nunca antes sin hacer pruebas. No solo de las pruebas necesarias de color sino tambin de su influencia en el material en estado fresco y en la durabilidad de la reparacin, ya que en general modifican a ambos en sentido desfavorable (estructura del hormign ms poroso y permeable). Se deber tener en cuenta que el color del hormign se altera con el tiempo por la accin de los rayos UV y agentes atmosfricos, por lo cual, en casos especiales, ser conveniente evaluar a los colorante luego de efectuar un ensayo acelerado de exposicin a UV.

3. PREPARACION DEL HORMIGN PARA SU REPARACION

Los trabajos de reparacin y reconstruccin de estructuras deterioradas deben comenzar por retirar completamente al hormign que pueda estar deteriorado o daado, sin alterar en lo ms mnimo el hormign que deber subsistir. Existen diversos mtodos y tcnicas a aplicar para alcanzar con xito ese objetivo. La seleccin de los diversos mtodos disponibles para intervenir queda determinada por los siguientes aspectos:

Extensin y profundidad de la reparacin.

Lugar y posicin (accesibilidad) del sitio de trabajo.

Seguridad en el trabajo de remocin.

Efecto sobre el hormign circundante que debe subsistir.

Efecto sobre el uso actual de la estructura.

Aspectos econmicos Las especificaciones que se redacten para los trabajos de reparacin de hormigones deben delinear y definir el resultado esperado de la reparacin con tanta precisin como sea posible y de modo que su evaluacin no quede librado al juicio del inspector o del ejecutor. El establecer en cada caso los mtodos que pueden aplicarse para remover el hormign daado es la mayor parte de las veces necesario, con el objeto de no dejar librada su eleccin a decisiones apresuradas e inoportunas que no garantizan buenos resultados. En los casos de hormign armado en que la exposicin de las barras de acero vaya ms all de su punto medio, se requiere quitar hormign no daado para proporcionar un mnimo de espacio de unos 2 cm por detrs de la barra a los efectos de garantizar la adherencia y anclaje de la armadura con el material de reparacin.

3.1. MTODOS PARA REMOVER EL HORMIGN

Los mtodos para eliminar el hormign deteriorado, y el inalterado que sea necesario para poder efectuar la reparacin, se pueden clasificar como sigue:

Abrasin o desgaste.

Corte

Impacto,

Preparticin

Voladura.

Los mtodos abrasivos o de desgaste son tiles para intervenir en superficie. Incluyen la limpieza con chorro de arena, limpieza con chorro de perdigones y chorro de agua a alta presin. Se aplican para quitar capas delgadas de hormign deterioradas o para dejar spera una superficie como preparacin para la reparacin. La limpieza con chorro de arena se puede realizar sobre superficies verticales u horizontales. Segn el grado de desgaste a obtener se puede utilizar arena silcea, cuarctica o "filler" calcreo. La limpieza con chorro de perdigones se limita a las superficies horizontales, como la cara superior de las losas. La aplicacin del chorro de agua a alta presin (vapor de agua) es semejante a la realizada con chorro de arena pero de accin superficial sin penetracin. Los mtodos por impacto consisten en el uso de una pistola manual para quitar rebabas, una martellina, un escarificador, un desbastador o una rompedora montada en una pluma (en caso de demoliciones grandes). La pistola para quitar rebabas o martillo demoledor consta de una mecha tipo cincel, accionada en forma neumtica o elctrica. Una martellina se acciona de igual manera pero tiene una cabeza con varios dientes salientes que se aplican en forma perpendicular a la superficie y se usa para dejarla uniformemente a plomo y para quitar material deteriorado. Los equipos desbastadores, estn montados sobre ruedas, y disponen de varias cabezas accionadas por cilindros neumticos, pudindose ajustar para quitar una profundidad determinada en toda la superficie donde acta. Este tipo de equipos tiene incorporado la forma de recoger y disponer con facilidad el polvo y los escombros producidos, aspecto que es siempre de suma importancia. Los mtodos por preparticin consisten en acuado mecnico, pulsos por golpes de presin de agua y la accin de productos qumicos expansivos. En un tipo de acuado mecnico se usa un divisor hidrulico que se coloca en barrenos pretaladrados para quitar volmenes considerables de hormign en grandes estructuras. El mtodo de productos qumicos expansivos comprende el mezclado del producto qumico con agua y el vaciado de la mezcla en un patrn predeterminado de barrenos. La mezcla experimenta un gran aumento de volumen en corto tiempo, lo cual tiende a fisurar y romper al hormign. Otros mtodos pueden ser ms econmicos, pero la gran ventaja del mtodo de preparticin es que se pueden quitar grandes volmenes de material de una estructura de hormign al colar el material expansivo en barrenos profundos con muy poco o nulo efecto en el hormign restante. Las desventajas de este procedimiento son que en ocasiones las fisuras existentes en el hormign daado pueden impedir el desarrollo de la presin hidrulica en los barrenos, por lo cual no resultan eficaces. Por otro lado en el caso de hormigones armados, se necesita un mtodo secundario de demolicin por la unin que generan los anclajes de las barras y que persiste luego de la preparticin entre bloques demolidos.

Los mtodos de corte, muy difundidos, incluyen el chorro de agua a alta presin, las sierras de diamante o carborundo, el alambre de diamante y los alambres trmicos. En el chorro de agua a alta presin se usa un pequeo chorro de agua impulsado por presiones de 70 hasta 300 Mpa. Es un mtodo excelente para quitar hormign cuando se desea preservar la armadura embebida y se busca el mnimo dao en el hormign restante. En cuanto a las sierras con hojas de abrasivos de diamante y carborundo, existen en muchos tamaos (dimetros y espesores de discos) de modo que se pueden seleccionar para cualquier trabajo. Una practicidad de su uso es que permiten delimitar perfectamente las reas donde se proceder a demoler el hormign por otro mtodo e impedir la propagacin de fisuras en el hormign que debe subsistir indemne. Como contrapartida es que el corte por esta va es lento y altamente costoso. El corte con alambre de diamante comprende la formacin de un lazo con un alambre, impregnado con diamantes, alrededor de la parte de la estructura que se quiere remover. El lazo de alambre se hace girar por la aplicacin de potencia, conforme se tira de l hacia afuera a travs del hormign, se produce el corte con su avance La extraccin por voladura, de uso excepcional en el caso de reparacin de estructuras consiste en usar explosivos en barrenos predeterminados para romper el hormign de manera que luego se pueda extraer. Es obvio que este mtodo se aplica para quitar grandes volmenes de hormign.

3.2. LIMPIEZA DEL SUBSTRATO.

Una vez que se ha retirado el hormign necesario para la reparacin, no slo deben removerse los escombros producidos sino tambin y sobre manera eliminar todo el polvo, suciedad o material suelto remanente, de modo de permitir la aplicacin con xito del nuevo material de reconstruccin (lleve o no puente de adherencia). La limpieza que se debe hacer es un lavado con chorro de agua que elimine el polvo, que ser recogido en un decantador para su eliminacin adecuada del sitio de trabajo, seguido por un soplado (con aire exento de aceite) para quitar el exceso de humedad remanente. En ocasiones y debido a la posible accin perjudicial del agua sobre elementos no estructurales que no pueden ser removidos o por el uso que se hace de la estructura en reparacin, deber conformarse con una limpieza a seco con aire, debindose en ese caso recoger el polvo mediante aspiracin. Si el material para la reparacin es de tipo cementoso, la base de hormign que se va a reparar debe conservarse hmeda, por lo menos durante las 48 horas anteriores a la aplicacin de ese material de reparacin. Se requerir un lavado previo con detergentes o cidos diluidos del substrato cuando en el material que an subsista, luego de remover el daado, haya presencia de aceite

u otro contaminante. De efectuarse esta limpieza, se necesitar a continuacin un abundante lavado con agua limpia.

4. MTODOS DE REPARACIN

Para elegir el mtodo apropiado de reconstruccin del hormign es necesario efectuar un estudio profundo y un anlisis que debe tener en cuenta al menos los siguientes temas:

Las razones fundamentales que causaron el deterioro y los daos que se quieren reparar.

La duracin que se planea deber tener la estructura reparada.

Los programas y planes de mantenimiento que pueden implementarse en

el tiempo para actuar sobre la estructura.

El efecto que sobre el uso de la estructura o las operaciones de la misma pueden tener determinados mtodos de reparacin.

Las condiciones climatolgicas que imperen al momento de efectuar los

trabajos de reparacin.

La necesidad de elementos de apoyo para realizar las tareas de reparacin.

El costo de los diferentes procedimientos con relacin a la estructura que

se desea reparar. Los mtodos y la forma de efectuar la reparacin incluyen el reemplazo del hormign removido por hormign o mortero nuevo (que puede ser de igual composicin que el hormign base o bien modificado como se analiza en la seccin de este informe para asegurar su durabilidad, resistencia y adherencia) con uno o algunos de los siguientes procedimientos:

Hormigonado normal con encofrado.

Hormigonado con capa final no encofrada.

Aplicacin por proyeccin (gunitado).

Agregado precolocado con inyeccin de mortero.

Inyeccin de mortero.

Morteros premezclados en seco.

Morteros aplicados manualmente. 4.1. HORMIGN CONVENCIONAL CON ENCOFRADO

Se puede usar para la reparacin hormign convencional, semejante al original si su composicin fuera apta para las agresiones previstas a la estructura o modificado convenientemente en caso contrario, si son factibles el encofrado, hormigonado y la compactacin en el lugar de la reparacin. Este mtodo se puede aplicar con conveniencia donde existan grandes vacos a rellenar, se extiendan o no a travs de la seccin. Es aplicable al caso de huecos en el hormign no armado (o dbilmente armado) que tengan un rea de ms de 0,25 m de superficie y ms de 10 cm de profundidad, en huecos en el hormign armado de ms de 0,10 m de superficie y una profundidad mayor de 10 cm (o una profundidad mayor que la de las barras de acero). Como se describi en la seccin 2, se puede, y en la mayora de los casos se debe, usar aditivos con fines variados: para incluir aire, acelerar o retardar el tiempo de fraguado, mejorar la fluidez en el hormign fresco de modo de asegurar la colocabilidad, reducir las necesidades de agua al efecto de aumentar la resistencia y reducir la contraccin. En todos los casos deber considerarse la inclusin de materiales y aditivos que estn acorde al ataque que ha provocado la degradacin del hormign. En la mayora de las situaciones, las proporciones pueden ser semejantes a las del hormign original, excepto respecto a cambios que reflejen la nueva tecnologa o por necesidades del espacio a hormigonar, que demanden un agregado con tamao mximo menor. En la reparacin del hormign debe tenerse en cuenta la necesidad de incluir aditivos o cementos con compensacin de la retraccin, para reducir al mnimo la formacin de fisuras. En general, para casos de hormign convencional, ser suficiente disponer un hormign de bajo contenido de agua, alta consistencia y bien curado para alcanzar el mismo fin. La reparacin con hormign convencional consiste en encofrar uno o los dos lados de la seccin de hormign, de modo que el nuevo encofrado selle por completo alrededor de la reparacin. Debe tener un ajuste perfecto, estar bien aplomado y fijado para contrarrestar el empuje del hormign fresco al momento del moldeo. Es una buena prctica, donde sea posible, disponer una bua en el empalme entre hormign nuevo y viejo. Para permitir el hormigonado, se debe construir, de manera integral con el encofrado, una chimenea o tolva en la parte superior, de modo que la carga hidrulica ayude a mantener la presin sobre el hormign. La parte superior del vaco a rellenar con hormign debe tener una ligera inclinacin hacia arriba y hacia el exterior de unos 10 (como mnimo) para permitir que el aire escape fcilmente durante la compactacin del hormign. Es conveniente que la tolva de llenado sea tan ancha como el vaco que se va a reparar y cuente con una abertura suficiente para el colado del hormign y la insercin de los necesarios vibradores internos. Antes de colar el hormign nuevo, el rea existente del que se va a reparar se debe humedecer con el fin de que la superficie quede en estado saturada a superficie seca. Este objetivo se alcanza cuando la humectacin se efecta unas horas antes del llenado permitiendo escurrir al agua excedente. Las alturas de las capas de

hormigonado no deben ser mayores a los 30 cm, debiendo dejarse aberturas intermedias en cantidad suficiente para poder realizar el colado del hormign y su compactacin, adems de controlar el correcto llenado. Tan pronto como se complete el desencofrado (a la edad correspondiente segn cada caso), debe efectuarse el curado del hormign nuevo mediante la aplicacin de una membrana al efecto, de una cubierta impermeable pegada con cinta o simplemente por el mantenimiento hmedo de la superficie expuesta, cuando esto ltimo es posible. Los hormigones y morteros utilizados para reparaciones pueden ser modificados con polmeros, como se indic en la seccin 2 para mejorar su resistencia, estabilidad dimensional y adherencia al substrato existente. Los modificados con epoxi producen altas resistencias (tanto a compresin como a traccin). La durabilidad en condiciones variadas de exposicin es satisfactoria, en especial ante acciones de congelacin y deshielo. Adems con la adicin de productos epoxi, se mejoran la impermeabilidad, la resistencia a los productos qumicos y la adherencia. Las relaciones tpicas agua/cemento son tan bajas como 0.25 a 0.35. Los niveles de epoxi en el hormign van desde el 15 al 20% de slidos de polmero por unidad de peso del cemento. Los contenidos de epoxi son altos y por ende tambin de alto costo. Cuando se aplican hormigones y morteros modificados con epoxi se requieren al menos un da de curado hmedo y varios das adicionales de secado al aire a una temperatura de 20C. Debe investigarse el uso integral de epoxis cuando hay requisitos de color del hormign, ya que algunas reparaciones con morteros u hormigones que los contienen han cambiado de color despus de la exposicin a la luz solar. Los productos de ltex de butadieno estireno y de poliacrlicos han tenido mayor difusin que los basados en epoxi para modificar hormigones y morteros utilizados en la restauracin del hormign. Su menor costo y facilidad de aplicacin los ha favorecido. Las relaciones efectivas de los niveles de slidos del polmero por unidad de peso del cemento son similares a las de los epoxis pero las relaciones agua/cemento son mayores (desde 0.30 hasta 0.45). En algunos casos, en experiencias de reparacin concretas han aparecido tanto un espesamiento prematuro de la superficie terminada como fisuras por contraccin, especialmente cuando se aplican en espesores delgados. Las mezclas modificadas con ltex tienen un mdulo de elasticidad algo inferior a la que tendran sin el polmero, por lo cual en casos particulares (donde las tensiones a las que estar sometida la reparacin se estimen altas) deber investigarse ese comportamiento y tenerlo en cuenta. Los aditivos de ltex acrlicos, de menor resistencia que los de butadieno estireno, son tiles para reparaciones con hormigones blancos o colorados (pigmentados), en donde se exige determinada coloracin del acabado del hormign.

4.2. REPARACIN CON CAPA FINAL DEL HORMIGN NO ENCOFRADA

Esta tecnologa de trabajo se aplica a la reparacin de losas y cubiertas de hormign y, cuando no es posible utilizar la tcnica del hormigonado convencional, tambin en superficies verticales de poca profundidad. Comprende la colocacin de capas superpuestas o el reemplazo completo del hormign daado en una nica capa. Para el reemplazo completo se aplican las mismas consideraciones que para el hormigonado y terminacin de un buen hormign normal. El tamao mximo del agregado se determina, como es habitual, por el espesor de la capa a hormigonar y de la armadura incluida en ella. Todas las juntas del hormign base deben repetirse a espejo en las capas de reconstruccin. La aplicacin de la membrana para curado, o el procedimiento que al efecto se adopte, se debe hacer rpidamente despus de las operaciones de terminacin para evitar la fisuracin plstica y por retraccin. En el caso de superficies horizontales, slo las nuevas capas con espesores menores de 5 a 7 cm necesitan adherirse completamente al hormign de la losa base. Para otras situaciones y espesores (posiciones no horizontales o capas de menos de 5 cm de espesor), la adherencia de una capa final delgada al hormign remanente del substrato en reparacin, debe ser garantizada mediante un puente de adherencia. Un procedimiento admitido como mnimo es distribuir, previo humedecimiento de la superficie hasta el estado saturado a superficie seca, un mortero pastoso en proporcin cemento arena 1:1, inmediatamente antes de la aplicacin de la capa final. Se obtiene un mejor resultado si al mortero para puente de adherencia se le agrega una emulsin de ltex (de butadieno estireno, acrlico o vinlicos, citados en orden de mayor a menor adhesin) y an mayor si se trata de polmeros de epoxi. Las propor-ciones de polmeros, cemento, arena y agua y el espesor de capa a aplicar son en este caso muy variables, en funcin del polmero utilizado y de la resistencia requerida a la unin. Como desventaja al modificarse el mortero de adherencia con polmeros se tiene su corta duracin en el recipiente. Para aplicarlo con xito, entonces, la dosificacin, colocacin del adhesivo y puesta del material de reparacin debe hacerse dentro de un intervalo total de 20 a 30 minutos. Para evitar que se atrape aire en exceso, el mezclado de los morteros que contienen los materiales sintticos se limita a un mximo de 2 min. Para el caso del uso de epoxis, que en este caso necesitan endurecer en el ambiente hmedo que le brinda el hormign de reconstruccin y adherirse a la superficie hmeda fresca de ste, deben utilizarse productos aptos para adherir en presencia de humedad. Para minimizar la fisuracin inicial por retraccin pueden aadirse, a las mezclas para capa final de recubrimiento, fibras de polipropileno, acero y vidrio. La generacin de xido en el caso de las fibras de acero las hace poco aconsejables en la mayora de los casos. El aspecto inicial de la superficie de las capas finales que contienen fibras de vidrio y de polipropileno no es tan liso como el de un acabado final con llana de acero, pero las fibras desaparecen con el tiempo como resultado del desgaste y la exposicin a la intemperie.

En el caso que deban ejecutarse juntas por aserrado en la capa final de reparacin, la profundidad de corte no necesita ser superior a los 5 mm.

4.3. HORMIGN PROYECTADO

El hormign proyectado o gunitado ha demostrado ser un mtodo adecuado para reparar superficies verticales y sobre cabeza. Los detalles sobre la dosificacin y los materiales del hormign de reconstruccin a ser aplicado por gunitado no son distintos a los habituales para trabajos habituales de colocacin del hormign y deben seguir sus mismas recomendaciones. En los casos en que las reas de reparacin sean profundas, el gunitado debe acumularse en capas a las que se deja avanzar en su perodo fresco (hasta que ocurra cierta prdida de fluidez) antes de colocar una nueva capa, al efecto de impedir el desprendimiento del conjunto. Para reparaciones de ms de 5 cm de profundidad, se utilizan mallas de alambres que tengan una abertura superior a 5x5 cm. Donde sea posible, la malla de alambre debe sujetarse a la armadura existente en el hormign en reparacin. La aplicacin de gunitado alrededor de la armadura existente se hace colocando la boquilla de modo que forme un ngulo de unos 45 de modo que se pueda colocar el hormign detrs de las barras (las que debern tener como mnimo 2 cm de espacio detrs). Para reparacin, tanto se puede usar el gunitado de mezcla seca o el de mezcla hmeda. El agua para la mezcla seca, producida con arena hmeda (mximo 3 a 6% de humedad en peso de la arena), se agrega en la boquilla, mientras que el agua para la mezcla hmeda se agrega a la arena y el cemento en la planta dosificadora y se mezcla en un equipo de mezclado en trnsito. Normalmente se prefiere el primer mtodo. La mezcla se descarga hasta la tolva de una bomba, la cual impulsa el hormign o el mortero hacia la boquilla. Se usa aire a presin para impulsar la mezcla hmeda contra el encofrado de respaldo u hormign base subsistente. Al hormign aplicado por gunitado se le da la terminacin manual necesaria para hacerlo concordar con el hormign adyacente. El acabado se debe realizar con cuidado para evitar que se perturbe la adherencia del producto terminado. El curado, al igual que en los otros casos, se hace con una membrana, con un forro o pelcula impermeable retenida con cintas. Hay referencias que en algunos proyectos se han aadido fibras al hormign o mortero que se utiliz para colocar por proyectado. Esta incorporacin debera darle al material una mayor resistencia a la fisuracin por retraccin, aspecto siempre muy importante en trabajos de reparacin del hormign, pero an no se dispone de datos suficientes al respecto.

4.4. AGREGADO PRECOLOCADO CON INYECCIN DE MORTERO

El mtodo del agregado prevaciado o precolocado se desarroll para reparaciones grandes de columnas, estribos de puentes y muros de contencin. Luego de remover el hormign deteriorado, se vaca previamente agregado grueso entre el nuevo encofrado y el hormign existente que se debe reconstruir. En ese momento se inyecta, desde abajo hacia arriba, un grout de cemento y arena (muy fluido por el agregado de poderosos fluidificantes pero con muy bajo contenido de agua) denominado autocompactante para llenar los vacos. Conforme sube la superficie del grout que se inyecta, se levantan poco a poco hacia arriba los tubos de inyeccin, pero siempre mantenindolos sumergidos en el grout. Esta forma de colocacin ha demostrado ser adecuada para las reparaciones de estructuras bajo agua, ya que a medida que los vacos se llenan con grout el agua es expulsada y reemplazada por aqul, debido a su menor densidad. Como esta tcnica lleva consigo presiones ms altas sobre los encofrados, las juntas de construccin de estos deben sellarse para impedir la fuga del mortero que se inyecta.

4.5. MTODOS DE INYECCIN

Los mtodos de colocacin de materiales de reparacin por inyeccin, se utilizan para reparar estructuras fisuradas (con fisuras estables y sin movimiento) y para llenar vacos en elementos estructurales. Para inyectar se utilizan, con buenos resultados, diferentes materiales, aplicables a casos distintos y con diferente costo. Entre los materiales disponibles se cuentan el grout de cemento (modificado o no con polmeros), los epoxis (como morteros o solos sin cargas), las acrilamidas, poliuretanos y metacrilatos de metilo. La aplicacin puede tanto a presin como por gravedad. Los grouts de cemento se pueden dosificar y preparar en el sitio de la obra o comprarse como material premezclado a elaboradoras que lo suelen tener patentado. Son fciles de obtener y colocar y su costo no es excesivo. Existen aditivos para minimizar la contraccin (muy pronunciada cuando se aplican en capa fina) y rellenos minerales para hacerlos ms econmicos cuando se requieren para reparar grandes cantidades. Como los grouts de cemento se componen de partculas slidas en suspensin, el ancho mnimo de fisuras posible de ser inyectado totalmente es del orden de los 3 mm. Los grouts de cemento, formulados adecuadamente, se han usado para llenar huecos y fisuras en estructuras de gran volumen. Los epoxis, como producto separado sin modificar morteros de cemento, tienen amplio rango de viscosidad y tiempo de endurecimiento (fraguado). Dada la alta fluidez que puede conferrseles se pueden utilizar en la obturacin de fisuras tan angostas como 0,5 mm. Tienen una muy buena adherencia a los substratos que se encuentren limpios y secos. Sin embargo hay formulaciones aptas para adherir al hormign fresco. La

corta vida til que tiene, luego de mezclas los productos que desarrollan la reaccin que genera la resina epoxi, y el breve tiempo de trabajo disponible para aplicarlo, disminuyen an ms con temperaturas ambientes elevadas. Su costo es otro impedimento para su uso, a tal punto que si la estructura estuviese muy fisurada, una demolicin total y reconstruccin podran ser ms econmicas. Las formulaciones tipo gel, (como las acrilamidas y los poliuretanos), muy buenos para la reparacin de fisuras en estructuras que contienen agua, no son aptas para reparar miembros estructurales por su muy baja resistencia. Los metacrilatos de metilo se han usado para reparar elementos estructurales horizontales muy fisurados slo con el objeto de recuperar la impemeabilidad y rigidez de las losas pero no su integridad estructural. Tampoco pueden utilizarse para trabajos de reparacin estructural. Ambos tipos se citan al slo efecto de informar sobre los mismos. La secuencia de trabajo para la inyeccin a presin requiere primeramente el sellado de las fisuras en superficies con epoxi (o una cera gruesa que es ms econmica) dejando aberturas para inyeccin o colocando boquillas para inyeccin a intervalos de 25 a 30 cm. Hay boquillas de inyeccin que tienen dos canales convergentes, de modo que sirven para mezclar el epoxi y su catalizador precisamente al momento de la inyeccin. El epoxi se inyecta por uno de los extremos de la fisura hasta que se ve que fluye en la siguiente lumbrera ms prxima. A continuacin, el dispositivo de inyeccin se transfiere hasta esa boquilla o abertura adyacente y se contina el proceso hasta que se llena toda la fisura. El proceso anterior requiere de cierto criterio para juzgar el xito de la penetracin del epoxi, antes de moverse hasta la siguiente lumbrera. En algunos casos, una mayor viscosidad puede eliminar la mayor parte del desperdicio hacia grandes huecos interiores que se encuentran comunicados con la fisura en proceso de obturacin, y que no es necesario rellenar con un material de alto costo (podra hacerse un rellenado previo con poliuretanos). Debido a este desperdicio (no siempre posible de controlar), los costos para las reparaciones hechas con epoxi son siempre importantes.

4.6. REPARACIONES CON MORTEROS PREMEZCLADOS EN SECO

Los morteros premezclados en secos se fabrican a partir de cemento portland de alta finura y arena limpia que pasa el tamiz N16 (1,200 mm) en proporcin 1:2 a 1:3. Suelen tener aditivos para dar plasticidad, capacidad de adhesin y baja o nula retraccin al mortero. El contenido de agua que se le incorpora en el sitio de utilizacin, debe ser la suficiente para formar una bola de mortero con ligera presin y sin dejar evidencia de agua en la mano. En virtud de su baja relacin agua/cemento, la contraccin es menor y la reparacin tiene buena durabilidad, impermeabilidad y resistencia. Puede combinarse cemento blanco con cemento gris-verdoso para que concuerde con la superficie adyacente de hormign original que subsista. El material de reparacin en superficies grandes debe aplicarse en capas de no ms de 2 a 3 cm

de espesor, efectuando una correcta consolidacin por apisonado, capa por capa. Entre capa y capa la superficie debe dejarse rugosa para permitir la adhesin de la siguiente (ambas an en estado fresco), para lo cual es til una llana de apisonado rugosa. Si el hueco es profundo tambin puede utilizarse estos materiales, pero las apisonadoras deberan ser listones redondos de madera, en lugar de barras de acero, por su mayor superficie de accin simultnea. En estos morteros se pueden agregar integralmente adherentes de ltex acrlicos o de butadieno estireno en relaciones del 20 al 25% del agua de mezclado, lo cual ha contribuido a la adhesin y a la durabilidad (en el primer caso adems sin influir sobre el color aunque con menor resistencia). El necesario curado, como en los otros casos, se realiza pegando papel impermeable sobre la zona reparada, fijado con cinta al hormign remanente adyacente o aplicando un compuesto para curado formador de membrana.

4.7. MORTERO APLICADO MANUALMENTE

El mortero aplicado manualmente se puede mezclar en el sitio de la obra a partir de cemento portland corriente y arena, un material basado en cemento premezclado en seco o morteros modificados con polmeros. Estos materiales se deben usar con mucha supervisin para reparar reas en donde el acero de refuerzo est expuesto y muy socavado, ya que es difcil compactarlos detrs de las barras de acero (principalmente para dimetros grandes). La superficie del substrato, al igual que en los otros caso, debe hacerse spera y limpiarse para lograr la adherencia. Para esta reparacin, el curado es crtico y se debe iniciar tan pronto como se cuente con una superficie acorde al proceso que se adopte para el curado (cuando las reas en que se interviene son grandes) y tan pronto como se haya completado la aplicacin en un rea pequea aislada. Probablemente lo ms eficiente es la aplicacin de una membrana para curado mediante la aplicacin de un compuesto formador de esa membrana, pero el uso de papel impermeable fijado con cintas suele ser tambin eficaz (aunque hay que volver para retirarlo). Se debe tener cuidado, al utilizar en el curado membranas de aplicacin in situ (generalmente transparentes) que no sea arrastrada sobre un rea de trabajo adyacente no terminada, ya que reducir la adherencia de la reparacin que se efecte en ese sitio.