corrosion

ISSN 0188-7297

ESTUDIOS DE CORROSION EN
PUENTES DE CONCRETO
PRE-ESFORZADO
Cables de pre-esfuerzo

Francisco Javier Carrión Viramontes
Jaime Hernández Rivera
Miguel Antonio Acosta Esqueda

Publicación Técnica No. 122
Sanfandila, Qro, 1999

SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES
INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE

Estudios de corrosión en
puentes de concreto
pre-esfuerzoCables de pre-esfuerzo

Publicación Técnica No. 122
Sanfandila, Qro, 1999

II

Este trabajo fue desarrollado en el Instituto Mexicano del Transporte por Francisco
Javier Carrión Viramontes, Jaime Hernández Rivera y Miguel Martínez Madrid. El primer
autor, también es estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad
Autónoma de Querétaro. Se agradece la colaboración deAgustín Salvador Morales y
Miguel Antonio Acosta Esqueda.

III

IV

RESUMEN

En este trabajo se analizan las técnicas de monitoreo y control de la corrosión aplicados
a puentes de concreto pre-esforzado. El estudio incluye una revisión bibliográfica de los
fenómenos corrosivos más comunes, así como los resultados de la experimentación
realizada en los laboratorios de este Institutosobre cables empleados para el preesfuerzo en ambientes químicamente agresivos.
Con base en datos experimentales, se propone una relación entre el daño por corrosión
y la pérdida de la carga de pre-esfuerzo en estructuras de concreto. Matemáticamente,
se relaciona el cambio de la frecuencia del primer modo natural con la reducción de la
fuerza de pre-esfuerzo y, como resultado, con el efectode la corrosión. En general, se
encuentra que la reducción de pre-carga en un cable, debida a la corrosión, se
comporta como un proceso de agrietamiento y presenta razones de cambio del preesfuerzo, pequeñas al principio que se vuelven muy grandes al final del proceso
corrosivo.
Los resultados muestran que los cables de pre-esfuerzo tienden a perder sus
propiedades mecánicas dependiendo deltipo de medio químico que los rodea y del
nivel mismo de carga al que fueron sometidos. El modelo de la mecánica de la fractura
para el agrietamiento asistido por corrosión y esfuerzos, muestra una tendencia similar
si se supone que el cambio en la fuerza de tensión es inversamente proporcional al
tamaño de las grietas. La reducción en esta fuerza sigue un patrón típico de formación
demicrogrietas que actúan como concentradores de esfuerzos y que se propagan,
produciendo finalmente una falla.

V

VI

ABSTRACT

Corrosión damage, monitoring and corrosion techniques for prestressed concrete
structures are discussed in this work. It includes a theoretical review of the corrosion
phenomena and the experimental research done at this Institute with prestressed cables
underchemically aggressive environments.
A relationship between the corrosion damage and the loss of prestressing load on
concrete prestressed metallic structures is proposed after experimental data were
abtained. Mathematically, the first natural frequency change mode is related to the cable
reduction on the prestresed load, and as a result, to the corrosion effect. In general, the
reduction on theprestressing load due to corrosion has been found be as cracking type
behaviour yet a small variation rate at the beginning preceeas a much a larger one at
the end of the whole corrosive process.
Prestressed cable immersed in aggressive acids tends to loss its original mechanical
properties depending on the environment and the prestesing loads. A similar tendency,
assuming that the load changeis inversely proportional to the crack depth, is observed
as per fracture mechanics model for the stress corrosion cracking. This loss follows a
typical microcracking growth pattern acting as typical stress concentrators, where finally
failure takes place.

VII

VIII

RESUMEN EJECUTIVO

Los avances de la Ingeniería Civil en México durante este siglo han logrado se
construyan...