ET 001-05 Fisuras no estructurales en muros de hormigón armado

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El conjunto de Especificaciones Técnicas del Instituto del Cemento y del Hormigón, ICH, que fueron desarrolladas por la Comisión de Especificaciones Técnicas para Contratos, proyecto financiado por CORFO, corresponde a documentos que buscan generar indicaciones de comportamiento y recepción a temas de la construcción con hormigón, en temas que normalmente no son incluidos en los estudios de ingeniería, las que adoptan especificaciones técnicas tradicionales sin incluir necesariamente aspectos de comportamiento.

En esta línea de trabajo, es que se crea el año 2005 el documento “ET 001-05: Fisuras No-Estructurales en Muros de Hormigón Armado”, que aborda el tema de la fisuración del hormigón en muros, entregando parámetros de comportamiento que son considerados como de ocurrencia normal en obras con diseño y construcción basados en métodos tradicionales.

Cristian Masana, especialista en comportamiento del hormigón, y actualmente gerente del área Industria del Hormigón de MC, afirma que

“cuando no existe especificación en temas que son importantes para la obra y son de ocurrencia normal, impactan el costo y además producen conflictos en la obra. Es por ello, que se requería algún documento que se hiciera cargo de poder aportar a una solución a los aspectos abordados”.

La fisuración del hormigón no es un tema comúnmente especificado en las obras, por lo que este documento recoge esta necesidad, y sus conclusiones se basan en información obtenida en terreno y en consenso de varios especialistas relacionados a esta condición del hormigón.

El especialista indica que la aparición de fisuras en el hormigón se produce debido a su baja capacidad para resistir esfuerzos de tracción, los cuales se producen en los elementos como consecuencia de deformaciones, desplazamientos, cargas externas e internas y otros efectos asociados, que son difíciles de estimar y controlar. Este conjunto de efectos produce tensiones en el hormigón, los que motivan que su resistencia a tracción sea superada, con la consecuente fractura.

En este documento, la fisuración que puede aparecer en el hormigón se ha clasificado como Estructural y No- Estructural, según las causas que la motivaron, sin perjuicio de que el efecto de esta última pudiera tener una implicación estructural posterior, la cual podría ser evaluada posteriormente. La fisuración estructural ocurre como consecuencia del actuar de cargas externas al material, tales como sobrecargas, asentamiento diferencial o esfuerzos dinámicos ajenos a un comportamiento normal del elemento. Las no estructurales han sido definidas como aquellas que ocurren en el hormigón sin una influencia estructural, que afecte la resistencia o la integridad de la estructura y que son consecuencia del comportamiento de deformación normal del hormigón, producido por retracción hidráulica y/o térmica.

Fisuras no estructurales

La categorización que da el documento a las fisuras para que sean consideradas no estructurales, indica que “Las fisuras de origen no estructural en muros cuyo ancho sea no mayor que 0,5 mm, se consideran como fisuras sin implicancia estructural. Las fisuras de ancho mayor que 0,5 mm podrían afectar el comportamiento estructural y por lo tanto deben ser evaluadas por el ingeniero estructural del proyecto.” Asimismo, para que se trate de una condición no estructural, entendiendo que su causa corresponde a deformaciones volumétricas restringidas en hormigón endurecido, éstas deben tener una orientación vertical o con una inclinación menor a 30° y ser de lados predominantemente paralelos”. En otros casos que se registren condiciones distintas, se considerarán como fisuras estructurales y quedan fuera del alcance de este documento.
Sin embargo, las fisuras de origen no estructural en muros que hayan sido diseñados para soportar alta solicitación de corte, según el criterio del ingeniero estructural que calculó el proyecto, se consideran sin implicancia estructural cuando su ancho no sea mayor que 0,3 mm. Tales muros deben ser expresamente indicados en los planos o especificaciones técnicas del proyecto. Las fisuras de ancho mayor a 0,3 mm en estos muros deben ser evaluadas por el ingeniero estructural del proyecto.

Teniendo claro que las fisuras no estructurales han sido definidas como tales, el documento entrega además un estándar de fisuración para considerar de ocurrencia normal en obras con sistemas de construcción y materiales tradicionales. Este estándar corresponde al máximo comportamiento aceptable que puede tener este tipo de fisuración en un elemento de hormigón, describiendo lo que le ocurre al elemento. Estos parámetros era importante que fueran definidos, por aspectos de control y supervisión de lo que debe ser considerado como aceptable, indica Masana

Por otra parte, el documento propone que “en el caso de utilizar canterías para inducir la fisuración en lugares controlados, se aceptará obtener anchos de fisuras mayores a los del estándar de fisuración especificado para el elemento. Sin embargo, su diseño debe ser adecuado para las solicitaciones que se generen en el muro. En este caso, el estándar deberá cumplirse entre las canterías definidas a lo largo del elemento o en la longitud definida por la cantería más cercana al borde y el borde del muro.

Control de la fisuración en muros de hormigón armado

Según el documento, entre las causas que pueden producir fisuras no estructurales en muros de hormigón armado, se encuentran las deformaciones propias del hormigón atribuibles a: retracción plástica, que produce fisuras cuando el hormigón está en estado fresco; efectos térmicos, que produce fisuras o mantiene a las ya producidas en movimiento permanente por diferenciales de temperatura y retracción hidráulica, o por secado, que puede generar deformaciones y fisurar al hormigón endurecido hasta varios años después de colocado.

Por lo tanto, la manifestación de la fisuración en un muro de hormigón armado se ha definido en la ET 001-05 por medio del patrón de fisuración, caracterizado por la cantidad de fisuras en el elemento, su orientación, ancho y espaciamiento. El patrón de fisuración de un determinado muro de hormigón armado dependerá, entre otros factores, de la magnitud de las deformaciones que el hormigón experimente, de su elongabilidad (capacidad de estiramiento antes de la rotura) y de las restricciones que tenga al movimiento libre. Entre estas últimas variables se pueden distinguir restricciones internas, como la deformación diferencial en hormigones masivos y enfierradura del elemento, y externas, como muros perpendiculares o losas y el roce con la fundación o el terreno en muros de subterráneos o de contención.

Además de las restricciones, el documento indica que el patrón de fisuración puede estar influenciado por los procedimientos constructivos que se utilicen, como la duración del proceso de curado, el momento de desmolde, la velocidad de la construcción y el largo de cada etapa de hormigonado entre juntas, así como por las características propias del hormigón colocado, tal como su resistencia, la clase y grado del cemento y la forma de desarrollo de deformaciones que experimente el hormigón en el tiempo.

La enfierradura juega un rol importante en el control de la fisuración por cuanto es capaz de restringir la deformación del hormigón y disminuir el espesor de las fisuras que aparezcan en el elemento. Es importante, que de ser posible, se realice un análisis de fisuración probable del elemento, de manera que se pueda evaluar el diseño propuesto y considerar posibles alternativas para cumplir con el estándar de fisuración de la obra, indica Masana.
Al respecto, el ICH cuenta con cursos de Control de la Fisuración en Obras de Hormigón Armado, que trata en específico estos temas y están basados en la información requerida por el documento ET001-05, para que pueda ser aplicable, mostrando las variables que intervienen y de cómo estimar fisuración en un elemento.

Recomendaciones

Cristian Masana, indica que no hay recomendaciones particulares que se puedan entregar, ya que el efecto de fisuración en el hormigón depende de muchas variables y de las condiciones y realidad del proyecto y de la obra, pero sí se pueden mitigar los efectos, ejecutando las prácticas de construcción tradicionales de buenas técnicas de construcción: adecuadas prácticas de colocación y vibrado, curado eficiente y protección del hormigón de una evaporación acelerada son parte de algunas técnicas recomendadas para el control inicial. “El control de la fisuración puede partir en el diseño, en la elección de materiales y en el proceso constructivo. Por ejemplo, en el diseño, considerando canterías o cuantías de enfierradura que controlen los anchos de las fisuras; en la materialidad, propendiendo al uso de hormigones con condiciones de menor retracción, y mayor extensibilidad, o simplemente aceptando esta condición de la obra, y usando revestimientos superficiales de adecuada calidad y que sean capaces de absorber la fisura sin romperse (reflexión), de manera que se acepte la fisuración y sea “maquillada” para que no se note”, explica Masana.

En el documento se indican algunas recomendaciones que el comité de fisuración ha definido para manejar el patrón de fisuración que puede ocurrir en un muro. Por ejemplo, en la etapa de diseño arquitectónico, en que, mediante el uso de juntas y canterías, se pueda inducir la aparición de fisuras en lugares poco visibles o incorporarlas estéticamente al elemento. También, que en el proceso de diseño estructural, se considere la utilización de cuantías de enfierradura superiores a las mínimas requeridas para la estructura, definidas por ejemplo, según ACI 318 y colocadas en la dirección de las tensiones de tracción, el uso de enfierradura especial exclusiva para el control del agrietamiento (armadura de piel), y/o la definición de juntas de dilatación, ubicadas en zonas adecuadas de la obra, son algunas alternativas.

Finalmente, se aconseja que en el proceso constructivo, se utilicen juntas de construcción en lugares apropiados y suficientemente cercanos para inducir la fisura de manera controlada y/o actuando en la secuencia de hormigonado, en el proceso de curado del hormigón y/o en el control de gradiente térmico a temprana edad, todas ellas técnicas para inducir fisuras en lugares controlados, para que no afecten la obra, y estéticamente sean mejor aceptadas.

Reparación

El comité ha propuesto recomendaciones mínimas que podrían ser incluidas en una especificación de tratamiento de la fisuración, para asegurar el cumplimiento de los criterios de estética, serviciabilidad y/o durabilidad para el estándar de fisuración normal.

Los criterios básicos recomendados para establecer procedimientos de tratamiento de fisuras por causa no estructural al aplicar un revestimiento sobre ellas, según se define en la ET 001-05, son los siguientes:
a) El momento para efectuar reparaciones y repintado debieran ser a una fecha definida, por ejemplo al año de la entrega, tiempo prudente para una estabilización de las deformaciones y con ello evitar que reparaciones tempranas lleven a producir nuevas fisuras.

b) En muros pintados, no se debe aceptar fisuras visibles ni marcas en la superficie. Para ello, el tratamiento sobre las fisuras existentes bajo la pintura deberá ser tal que no permita que se reflejen sobre la superficie terminada. Para terminación pintada o con cerámica, su reparación deberá realizarse lo más cerca posible de la entrega del elemento, para dar tiempo al hormigón a estabilizar la deformación y disminuir la posibilidad de aparición de fisuras posteriores a la entrega. El contratista deberá proponer la forma de realizar esta operación y las características del producto a utilizar.

c) En los casos de que el revestimiento sea cerámica u otros materiales rígidos y se aplique sobre muros fisurados, podría realizarse un tratamiento con un adhesivo elástico sobre la zona fisurada, que evite la reflexión de la fisura en el revestimiento colocado. Si se refleja una grieta en la cerámica se deberá reemplazar éstas en la zona dañada.

d) En muros, a ser terminados con papel mural, solo se podrían reparar las fisuras que se considere presentarán movimiento y que cerrarán el espesor de la fisura, para evitar que el papel se arrugue en esa zona. En caso de que se prevea que no habrá tendencia a la disminución del espesor de la fisura, el adhesivo podrá tener elasticidad suficiente para que no permita que el papel se despegue en la zona de la fisura, si ésta continúa abriéndose.

e) En muros de hormigón a la vista, el mandante, su representante o arquitecto, deberán definir qué se hace en este caso. Normalmente, la calidad de la terminación de hormigón a la vista se ve afectada cuando se reparan las fisuras existentes; es por ello que se deberá evaluar la alternativa más adecuada para la reparación de las fisuras que satisfaga los requerimientos del proyecto. Cuando se requiera terminación de hormigón a la vista, se deberá, necesariamente considerar el estándar de fisuración en la etapa de diseño y las acciones necesarias que permitan el control de la fisuración deberán ser especificadas en los planos y especificaciones técnicas respectivas.

f) En muros a ser estucados, podrán no ser reparadas las fisuras al momento de la colocación del estuco. Sin embargo, las fisuras que aparezcan posteriormente deberán repararse siguiendo las recomendaciones dadas para los distintos revestimientos que se encuentren sobre el estuco, según se indica en los otros puntos de esta recomendación.

g) En ambientes agresivos o costeros con posibilidad de ataque de cloruros, se deberán reparar con sistema elástico las fisuras con ancho mayor que 0,3 mm para evitar una corrosión acelerada de las armaduras.
Estos criterios básicos de reparación para condiciones de fisuración no estructural se entregan en los casos donde la decisión de reparar no sea por condiciones estructurales. Este se orienta a la mejor solución de reparación, según los anchos de fisuras y el revestimiento superficial que tendrá el elemento.

Colaboración:

Documento “Fisuras No-Estructurales en Muros de Hormigón Armado”, ET 001-2005.

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