5 razones fundamentales para que el hormigón se agriete
El agrietamiento del hormigón no sólo afecta al aspecto de los edificios, sino también a la seguridad de su estructura y a su vida útil. Este fenómeno está causado por 5 razones críticas, entre ellas la contracción por secado, la autocontracción, la contracción plástica, la contracción térmica y la contracción autógena (química).
1. Contracción por secado causada por la pérdida de agua
La contracción por secado se produce principalmente cuando el agua de los poros capilares o de gel del hormigón se pierde en un entorno de aire no saturado. El hormigón de altas prestaciones tiene menos probabilidades de secarse en comparación con el hormigón ordinario debido a su baja porosidad. Sin embargo, el efecto acumulativo de la contracción por secado adquiere cierta fuerza en el hormigón en masa. La pérdida de agua en el hormigón es como la que se produce en el cuerpo humano, lo que provocará cambios en la estructura interna. Cuando la tensión generada por estos cambios supera la resistencia a la tracción del hormigón, pueden producirse grietas.
2. Contracción plástica durante el endurecimiento inicial
La retracción plástica se encuentra en la fase plástica previa al endurecimiento. El hormigón de altas prestaciones presenta una baja relación agua/gel, menos agua libre y aditivos minerales finos que son más sensibles al agua, lo que significa que no sangran y pierden agua rápidamente. Esto hace que el hormigón de altas prestaciones sea más propenso a sufrir retracción plástica. El hormigón pierde agua en su superficie antes de fraguar completamente, permaneciendo en un estado plástico estable en el interior. Esta diferencia crea una tensión de tracción en la superficie. Cuando la tensión supera el límite de tracción, se producen grietas. Aunque bastante finas, son numerosas y están densamente distribuidas en la superficie del hormigón.
3. Encogimiento propio - La culpa es de los cambios de humedad
La autocontracción se produce cuando la humedad disminuye en la estructura interna cerrada del hormigón junto con la hidratación del cemento. Este fenómeno da lugar a la presencia de agua no saturada en los poros. Como resultado, se crea una presión negativa y se desencadena la autocontracción del hormigón. Debido a la baja relación agua/gel, el hormigón de alto rendimiento podría presentar una mayor resistencia en su fase inicial y una pérdida de agua más rápida. La humedad relativa del sistema de poros es inferior al 80%. Mientras tanto, la densa estructura del hormigón de altas prestaciones impide la entrada de humedad del exterior, lo que agrava la autocontracción.
4. Contracción térmica - Daños por dilatación térmica
Los proyectos de hormigón de gran volumen que son exigentes en cuanto a resistencia requieren mucho más cemento. Esto conlleva más calor de hidratación y calienta el sistema más rápidamente hasta alrededor de 35 a 40℃. Además de la temperatura inicial, la temperatura más alta puede incluso superar los 70 a 80℃. El hormigón tiene propiedades de expansión térmica y contracción en frío y un CTE(Coeficiente de expansión térmica) de 10×10-6/℃. Cuando la temperatura desciende de 20 a 25℃, podemos calcular la contracción en frío en torno a (2 - 2,5)×10-4, mientras que el valor último de tracción del hormigón es sólo de 1 - 1,5×10-4. Por lo tanto, la tensión causada por la contracción en frío puede superar fácilmente la resistencia a la tracción del hormigón. En consecuencia, aparecen grietas que se extienden desde la superficie hasta el interior del hormigón, afectando gravemente a su estructura.
5. Contracción autógena - Efecto secundario de la hidratación
La retracción autógena también se denomina retracción química. Durante la hidratación del cemento, el volumen absoluto del sistema cemento-agua disminuye y forma muchos poros. Sin embargo, la hidratación puede verse limitada en el hormigón de altas prestaciones debido a su menor relación agua-gel y a los aditivos minerales finos adicionales. Así, la retracción química sería menor que en el hormigón ordinario. No obstante, las fisuras formadas por la retracción autógena siguen afectando a la estructura microscópica del hormigón. Combinada con otros factores, también puede ser un factor desencadenante de grietas.
Además de los factores anteriores, otra razón principal de la fisuración del hormigón es el estrés por contracción de la temperatura. La tensión está causada por la fluctuación de la temperatura y la contracción que se produce cuando el gran volumen de cemento utilizado en el hormigón en masa libera calor de hidratación.
Prevención y control - Cómo luchar contra la fisuración del hormigón
1. Optimizar la proporción de la mezcla de hormigón
- Cemento
- Dar prioridad al cemento de bajo y medio calor para reducir el calor de hidratación.
- Limitar la cantidad de cemento conservando la resistencia y el rendimiento del hormigón, reduciendo el aumento de temperatura.
- Áridos
- Elija áridos de alta calidad con una granulometría moderada.
- Utilizar más áridos y menos mortero de cemento para reducir la retracción del hormigón. Por ejemplo, los áridos bien graduados y la arena media podrían aumentar eficazmente la densidad del hormigón.
- NOVASTAR Policarboxilato superplastificante(PCE) es un agente reductor de agua de alto rendimiento y muy soluble en agua. Puede mejorar la fluidez del hormigón y reducir la cantidad de cemento sin aumentar el consumo de agua. Una dosis baja de este reductor de agua puede aportar una buena fluidez al hormigón. Además, el contenido de iones cloruro y álcali de Policarboxilato superplastificante(PCE) es bastante bajo, lo que hace que el hormigón sea más duradero.
2. Mejorar el proceso de construcción
- Vierta el cemento por capas o secciones para controlar el grosor de las capas y la velocidad de vertido. De este modo se ayuda a que el calor del interior del hormigón se distribuya uniformemente y se evitan tensiones térmicas o gradientes de temperatura.
- Compacte el hormigón para garantizar una densidad ideal y evitar así que se agriete.
- Cubra el material aislante de la humedad, como una película de plástico, después de verter el hormigón para reducir la evaporación y el agrietamiento.
- Controle la temperatura dentro y fuera del hormigón rociando agua sobre la superficie. Esto puede controlar la temperatura del hormigón y disminuir el estrés térmico.
