EL AGRIETAMIENTO EN LOSAS DE CONCRETO

El agrietamiento en losas de

concreto apoyadas sobre el suelo

Por Lorezo Flores Castro* y Manuel Sáenz Miera**

El agrietamiento puede producirse en el concreto en estado plástico y / o en el concreto endurecido.

Las grietas que se producen en el concreto en estado plástico se deben básicamente a lo siguiente:

Movimiento de la cimbra durante la etapa de endurecimiento de concreto

Contracción del concreto por asentamientos alrededor del refuerzo, en obstrucciones o alrededor de los agregados

Contracción plástica (durante el fraguado)

En el concreto endurecido el agrietamiento puede deberse a lo siguiente:

CAUSAS QUÍMICAS:

Composición del cemento o carbonatación

Oxidación del acero de refuerzo

Reactividad de los agregados

Del concreto premezclado que se vende en el mundo, el mayor porcentaje se emplea para el colado de losas, parte de éstas suspendidas y otra parte importante en losas sobre piso, en las cuales el principal problema es el agrietamiento. En este trabajo se analizan los mecanismos y causas que originan dichas grietas, con base en lo cual se plantean recomendaciones para evitarlas. Además, sólo nos referimos al agrietamiento que se produce debido a cambios volumétricos en el concreto y, en especial, para el caso de losas sobre piso.

CAUSAS FÍSICAS:

Contracción por secado

Contracción térmica

Calor de hidratación

Variaciones externas de temperatura

Concentraciones de esfuerzos

Refuerzo

Forma estructural (esquinas de aberturas)

Flujo plástico

DISEÑO ESTRUCTURAL:

Cargas mal consideradas

Asentamientos diferenciales

Mala disposición de las juntas

ACCIDENTALES:

Sobrecargas

Vibraciones

Sismos

Incendios

PROCESO DE AGRIETAMIENTO

Como se mencionó, para poder encontrar la solución es necesario primero conocer la causa. Por ejemplo, en una barra de concreto, de una longitud L, en una condición de temperatura y humedad y libre de esfuerzos, se seca y se enfría sin restricciones, sufrirá una contracción, disminuyendo su longitud, sin desarrollar esfuerzos, por lo tanto sin agrietamiento. Pero, si la misma barra, antes de someterla a un proceso de secado o enfriamiento, se empotra en los extremos, al ocurrir la contracción se produce un esfuerzo de tensión y si éste resulta mayor que la resistencia a tensión del concreto se produce el agrietamiento, pues durante el secado además de producirse la contracción, el concreto desarrolla resistencia y simultáneamente el fenómeno de flujo plástico el cual tiende a disminuir el esfuerzo a tensión: cuando el esfuerzo a tensión neto a cualquier edad iguala a la resistencia del concreto se genera la grieta.

Conclusión

a) Las restricciones provocan esfuerzos en el concreto

b) Al desarrollarse el flujo plástico disminuyen los esfuerzos a tensión netos

c) Si los esfuerzos a tensión netos son inferiores a la resistencia no se presentan agrietamientos

d) Si no existen restricciones, no se producen tensiones y por lo tanto no hay agrietamientos.

Restricciones

Las principales restricciones en las losas de concreto son las

siguientes:

a) Empotramientos

b) Superficie de contacto del concreto con la base o cimbra

c) Capa inferior del concreto respecto a la superficial

d) Acero del refuerzo

e) Elementos empotrados

f) Columnas, muros y bases de maquinarias

Factores que afectan el agrietamiento

Sucede por dos tipos de variables, las debidas al concreto mismo, sus componentes y, en segundo lugar, por las variables externas.

Variables en el concreto

a) Agua

A mayor cantidad de agua, mayor será la tendencia al agrietamiento pues se incrementa la contracción y se reduce la resistencia.

b) Cemento

En general, mientras más alto sea el consumo de cemento igualmente es mayor la posibilidad de agrietamiento.

Los cementos finamente molidos o de resistencia rápida muestran más contracciones altas, pero debido a que simultáneamente desarrollan resistencia resulta poco frecuente que se presenten grietas cuando el concreto se encuentra en estado plástico.

c) Agregados

La granulometría. forma y textura de los agregados afectan en forma variable las proporciones y con ello la tendencia a la contracción.

Mientras más pequeño sea el tamaño máximo del agregado mayor será la contracción del concreto para una misma resistencia, al requerir más pasta para cubrirlos.

Las partículas grandes de agregado, por otra parte, restringen localmente la contracción en superior grado que las partículas pequeñas.

d) Aditivos

Los reductores de agua disminuyen la contracción por secado, los retardantes incrementan la deformabilidad del concreto en estado plástico disminuyendo el agrietamiento. Los aditivos acelerantes, en general, aumentan la contracción, pero como sube la resistencia y el flujo plástico, no siempre ocasionan agrietamiento.

e) Sangrado

El flujo del agua hacia arriba en el concreto fresco produce zonas de pasta aguada debajo de las partículas de grava grandes y del acero de refuerzo, principalmente en losas de mucho peralte, ocasionando zonas débiles, lo cual causa grietas internas.

f) Curado

El secado rápido del concreto fresco en losas puede provocar que la velocidad de evaporación exceda a la de sangrado, con lo que la superficie del concreto sufre una contracción por secado restringida por la capa inferior, generando grietas por contracción plástica.

g) Variables externas

Además de las causas internas que favorecen el agrietamiento en el concreto hay una serie de factores externos que influyen notablemente.

TEMPERATURA

La temperatura ambiente afecta la velocidad de secado del concreto en estado fresco, así como la velocidad de endurecimiento; por otra parte, establece la longitud «base» durante las primeras horas, hasta que el concreto desarrolla cierta rigidez. A partir de esta longitud «base» los cambios de temperatura producen cambios volumétricos, y por consiguiente, un potencial agrietamiento.

Las losas de piso o pavimentos colados en clima frío son menos susceptibles al agrietamiento que cuando el trabajo se efectúa en clima caliente, pues los cambios de temperatura afectan la longitud «base», generalmente produciendo expansión que no es tan crítica como la contracción.

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