Patologia Basica De Las Estructuras Ingenieria Civil
Páginas: 12 (2974 palabras)
Publicado: 14 de marzo de 2013
Bogotá, Agosto 2001
Definiciones básicas
Patología estructural Estudio sistemático del deterioro de las estructuras. Ciencia que busca determinar las causas del deterioro , sus posibles consecuencias y la manera técnica y económica de remediarlo.
El problema del deterioro de las estructuras
•
El deterioro de las estructuras es un problema complejo de interacción del medio ambiente ylas cargas de servicio, con los elementos estructurales. La naturaleza de la respuesta de la estructura es también compleja.
El problema del deterioro de las estructuras
Durabilidad: calidad de una estructura o de sus elementos que garantizará que no llegue a un estado límite dentro de su vida útil.
Garantizar la durabilidad de una estructura involucra acciones de diferente índole, queinician con la etapa de diseño y terminan con el mantenimiento preventivo sistemático de la estructura.
Factores que afectan la durabilidad
Cálculo Materiales Ejecución Curado Exposición en servicio
Estructura interna del concreto Mecanismos de transporte
Agresores del medio
Comportamiento de la Estructura Deterioro concreto
Físico Resistencia Seguridad Químico y Biológico Condiciónsuperficial Aspecto
Deterioro acero
Corrosión Rigidez Funcionalidad
Elementos principales de la durabilidad
Microclima •Humedad •Temperatura Intercambio Intercambio con el con el exterior exterior
Mecanismos Mecanismos de de transporte transporte Agresores en el Agresores en el medio medio
Mecanismos de transporte en el concreto
Principales elementos de la DurabilidadMECANISMOS DE TRANSPORTE •Permeabilidad •Difusión •Reacciones de enlace químico
•Temperatura /Hr
Intercambio con el exterior Microclima
Agresores Estructura de poros Estructura de poros del medio
Comportamiento de la Estructura
Mecanismos de transporte en el concreto
En casi todos los procesos físicos y químicos que afectan la durabilidad de una estructura hay dos factores de graninfluencia:
• Transporte a través de los poros • Transporte a través de fisuras
Estructura de los poros del concreto
Radio (m)
10-2 10-3 10-4 10-5 Poros capilares 10-6 10-7 10-8
Al analizar el transporte de sustancias hacia el interior del concreto la porosidad juega un papel decisivo y se debe analizar : • Grado de Porosidad • Tamaño y distribución
Poros de Macropo compactación Aireincorporado
Poros Capilares
10-9
10-10
Poros de gel
Microporo
Los poros definen la velocidad del ataque a la estructura
Interacción entre los poros del concreto y el agua
La superficie libre de los sólidos (en este caso de los poros) tiene un exceso de energía debido a la falta de enlaces con las moléculas cercanas. Esa energía tiende a compensarse absorbiendo moléculas de vaporde agua
Vapor de agua
Concreto
Superficie del poro
Adsorción de agua en la superficie
Interacción entre los poros del concreto y el agua
El agua se fija a las paredes de los poros por adsorción (caso anterior) o por condensación capilar. La condensación capilar depende de la humedad ambiental, temperatura y diámetro del poro
Condensación capilar
Saturación
100%
Contenido50% relativo de agua en los poros
Hr %
Mecanismo de transporte en aire húmedo
•
La permeabilidad del concreto a los gases depende del grado de saturación de los poros. Los procesos de transporte de gases, agua o sustancias disueltas en agua son procesos de difusión en función de la humedad del aire.
La diferencia de concentración de una sustancia genera la difusión
C1 C2
DifusiónH2 O, CO2, O2, Cl -, etc
Mecanismo de transporte en inmersión
La penetración de agua tiene lugar primero por succión capilar, 100% aumentada por la presión hidrostática. El transporte de agua con sustancias disueltas sólo es posible cuando hay evaporación en la superficie del concreto expuesto al aire.
Ciclos de humidificación y desecació
Rápido Lento
Humedecimiento
Secado...
Definiciones básicas
Patología estructural Estudio sistemático del deterioro de las estructuras. Ciencia que busca determinar las causas del deterioro , sus posibles consecuencias y la manera técnica y económica de remediarlo.
El problema del deterioro de las estructuras
•
El deterioro de las estructuras es un problema complejo de interacción del medio ambiente ylas cargas de servicio, con los elementos estructurales. La naturaleza de la respuesta de la estructura es también compleja.
El problema del deterioro de las estructuras
Durabilidad: calidad de una estructura o de sus elementos que garantizará que no llegue a un estado límite dentro de su vida útil.
Garantizar la durabilidad de una estructura involucra acciones de diferente índole, queinician con la etapa de diseño y terminan con el mantenimiento preventivo sistemático de la estructura.
Factores que afectan la durabilidad
Cálculo Materiales Ejecución Curado Exposición en servicio
Estructura interna del concreto Mecanismos de transporte
Agresores del medio
Comportamiento de la Estructura Deterioro concreto
Físico Resistencia Seguridad Químico y Biológico Condiciónsuperficial Aspecto
Deterioro acero
Corrosión Rigidez Funcionalidad
Elementos principales de la durabilidad
Microclima •Humedad •Temperatura Intercambio Intercambio con el con el exterior exterior
Mecanismos Mecanismos de de transporte transporte Agresores en el Agresores en el medio medio
Mecanismos de transporte en el concreto
Principales elementos de la DurabilidadMECANISMOS DE TRANSPORTE •Permeabilidad •Difusión •Reacciones de enlace químico
•Temperatura /Hr
Intercambio con el exterior Microclima
Agresores Estructura de poros Estructura de poros del medio
Comportamiento de la Estructura
Mecanismos de transporte en el concreto
En casi todos los procesos físicos y químicos que afectan la durabilidad de una estructura hay dos factores de graninfluencia:
• Transporte a través de los poros • Transporte a través de fisuras
Estructura de los poros del concreto
Radio (m)
10-2 10-3 10-4 10-5 Poros capilares 10-6 10-7 10-8
Al analizar el transporte de sustancias hacia el interior del concreto la porosidad juega un papel decisivo y se debe analizar : • Grado de Porosidad • Tamaño y distribución
Poros de Macropo compactación Aireincorporado
Poros Capilares
10-9
10-10
Poros de gel
Microporo
Los poros definen la velocidad del ataque a la estructura
Interacción entre los poros del concreto y el agua
La superficie libre de los sólidos (en este caso de los poros) tiene un exceso de energía debido a la falta de enlaces con las moléculas cercanas. Esa energía tiende a compensarse absorbiendo moléculas de vaporde agua
Vapor de agua
Concreto
Superficie del poro
Adsorción de agua en la superficie
Interacción entre los poros del concreto y el agua
El agua se fija a las paredes de los poros por adsorción (caso anterior) o por condensación capilar. La condensación capilar depende de la humedad ambiental, temperatura y diámetro del poro
Condensación capilar
Saturación
100%
Contenido50% relativo de agua en los poros
Hr %
Mecanismo de transporte en aire húmedo
•
La permeabilidad del concreto a los gases depende del grado de saturación de los poros. Los procesos de transporte de gases, agua o sustancias disueltas en agua son procesos de difusión en función de la humedad del aire.
La diferencia de concentración de una sustancia genera la difusión
C1 C2
DifusiónH2 O, CO2, O2, Cl -, etc
Mecanismo de transporte en inmersión
La penetración de agua tiene lugar primero por succión capilar, 100% aumentada por la presión hidrostática. El transporte de agua con sustancias disueltas sólo es posible cuando hay evaporación en la superficie del concreto expuesto al aire.
Ciclos de humidificación y desecació
Rápido Lento
Humedecimiento
Secado...
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