Práctica del Hormigón - Fisuras en las superficies del hormigón

¿Cómo son algunas de las fisuras que aparecen en el hormigón?

El hormigón al igual que otros materiales de construcción, se contrae y dilata con los cambios de humedad y temperatura y se flexiona según las condiciones de carga y de los soportes.
Si en el momento de diseñar la construcción, no se han tenido en cuenta los citados movimientos, es posible la aparición de fisuras. Las formas más comunes de fisuras son:

1. Fisura por retracción plástica.
2. Fisuras por juntas inapropiadas.
3. Fisuras debidas a una restricción externa y continuada (p.e. Muro hormigonado en obra y apoyado en la losa a lo largo de su borde inferior).
4. Fisuras en cimientos-pavimento.
5. Fisuras por acción del hielo/deshielo.
6. Fisuras por cuarteamiento.
7. Fisuras por asentamiento.

La presencia o no de fisuras en estructuras de hormigón y sobre todo si son armadas, puede contribuir en gran manera en conseguir el nivel de durabilidad esperado para dicha estructura. En este sentido, la nueva EHE establece en su artículo 49.2.4 los valores máximos admisibles de abertura de fisura en función de la correspondiente clase de exposición. El mantenimiento de los límites máximos establecidos, resulta pues de gran importancia.

En especial, las fisuras debidas a la acción del hielo/deshielo resultan extraordinariamente peligrosas ya que acaban deteriorando finalmente la estructura.

¿Por qué se fisuran las superficies del hormigón?

La mayor parte de las fisuras del hormigón, se producen normalmente debido a un mal diseño o a una mala ejecución de la construcción, tal como:

1. Falta de juntas de aislamiento y control o mala práctica en su realización.
2. Inadecuada preparación de la subbase.
3. Uso de hormigón excesivamente fluido o con exceso de agua.
4. Acabado inadecuado.
5. Mal curado o ausencia del mismo.

COMO PREVENIR O MINIMIZAR LA FISURACIÓN

El fisurado es una tendencia natural del hormigón, siendo por tanto imposible ejecutar elementos sin que aparezcan. Sin embargo, las fisuras pueden ser muy reducidas o controladas teniendo en cuenta las siguientes medidas de seguridad:

a) Subbases y Encofrados. Se deben eliminar de la superficie, todos los restos de material suelto y partículas blandas. Independientemente de su composición, la subbase de las losas debe de ser un suelo bien compactado o a base de un relleno granular compactado con rodillo, vibrado o apisonada. La losa y la base deben tener cierta pendiente para facilitar un buen drenaje. Las subbases llanas y lisas evitan la formación de fisuras. El encofrado debe de ser construido de manera que pueda resistir la presión del hormigón sin deformarse. Las láminas de curado de polietileno aumentan el sangrado y por tanto el fisurado de hormigones con exceso de agua. Cubrir las láminas de curado con una capa de arena humedecida de 2,5 a 5 cm. de espesor para reducir el sangrado. Humedecer la subbase, el encofrado y las armaduras inmediatamente antes de colocar el hormigón.

b) Hormigón. Como regla general usar hormigón de plasticidad moderada (no más de 12 cm.). Evitar siempre un añadido posterior de agua con amasado suplementario. Si el hormigón debe ser fluido con más de 17 cm. de cono, las proporciones de la mezcla deben modificarse, utilizándose mezclas especiales con superplastificantes que eviten un sangrado excesivo, segregaciones y bajas resistencias. Especificar siempre hormigón aireado para losas al exterior que puedan sufrir heladas.

c) Acabado. No realizar operaciones de acabado si hay agua en la superficie. El nivelado inicial debe de ser seguido de un rápido fratasado. Para un mejor agarre en superficies exteriores, úsese un acabado con escoba. Si la evaporación es excesiva, redúzcala en lo posible para evitar la fisuración por retracción plástica. Cubra el hormigón con una arpillera húmeda o con hojas de polietileno durante las operaciones de acabado si las condiciones atmosféricas son severas.

d) Curado. Inicie el curado tan pronto como sea, manteniendo húmeda la superficie de los elementos de hormigón. Rocíe la superficie con un líquido de curado o cúbrala con arpilleras húmedas al menos durante tres días. Si desea una mejor calidad, aplique otra capa de líquido de curado al día siguiente.

e) Juntas. Para controlar los efectos de contracción y expansión debido a los cambios de temperatura y/o humedad, deben de construirse, mediante sierra, disco o con herramientas adecuadas, unas juntas de construcción del grueso de la losa, con una separación entre ellas no superior a 30 veces el grueso de la misma. Con frecuencia deben de ponerse las juntas próximas unas a las otras para evitar largas áreas estrechas. La longitud de estas no debe de ser mayor de 1,5 veces el ancho. Las juntas perimetrales deben de incluirse en aquellos sitios donde puedan existir restricciones para los movimientos verticales u horizontales, tales como la unión de muros y suelos, columnas o pavimentos. En este caso deben ser profundas y se construyen insertando algún tipo de elemento barrera para prevenir la adhesión entre la losa y los otros elementos.

f) Recubrimientos de las armaduras. Las fisuras en el hormigón armado debidas a la corrosión de las armaduras por formación y expansión de oxido de hierro, deben evitarse proporcionando el recubrimiento mínimo fijado en el artículo 37.2.4 de la EHE.

SIGA ESTAS REGLAS PARA MINIMIZAR LAS FISURAS

1. Diseñe los elementos teniendo en cuenta todas las cargas conocidas.
2. Disponga las juntas de construcción adecuadas.
3. Para trabajos en losas, prepare una subbase estable.
4. Coloque y haga el acabado de acuerdo con las normas establecidas.
5. Cure y proteja el hormigón adecuadamente. Utilice líquidos de curado.
6. Mantenga la relación agua/cemento lo más baja posible con el uso de aditivos.
7. Utilice fibras y aditivos reductores de la retracción plástica e hidráulica.

¿Qué es la fisuración por retracción plástica?

Las fisuras por retracción plástica son aquellas que aparecen en la superficie de los elementos de hormigón fresco, a las pocas horas tras el acabado de los mismos. Dichas fisuras son en general, paralelas unas a otras, separadas entre sí de 30 a 90 cm. y con una profundidad de 2.5 a 5 cm. y raramente llegan hasta el borde de la losa. Las fisuras por retracción plástica pueden afectar negativamente la durabilidad de los suelos y pavimentos de hormigón, produciendo además, un mal aspecto. La aparición y desarrollo de estas fisuras puede minimizarse si se toman las medidas adecuadas antes y durante la construcción de las losas.

Las fisuras por retracción plástica se deben diferenciar de otras que aparecen rápidamente antes del endurecimiento del hormigón, causadas por el asentamiento del hormigón a ambos lados de las armaduras de refuerzo superiores debido a la exudación, por la tensión que produce el fraguado también a ambos lados de la armadura, por los movimientos propios del encofrado o también por las diferencias en el asentamiento del hormigón entre las zonas delgadas y gruesas.

¿Por qué aparecen las fisuras por retracción plástica?

Las fisuras por retracción plástica aparecen cuando la velocidad de evaporación de la humedad en la superficie excede a la de ascensión del agua de exudación que la podía reemplazar y por lo tanto la superficie se seca. Cuando el agua de exudación se evapora y su nivel desciende por debajo de la superficie del hormigón, los meniscos que aparecen entre las partículas finas de cemento y los áridos, causan unas fuerzas de tensión en las capas superficiales. Si la superficie del hormigón ya ha empezado a fraguar y ha desarrollado una resistencia suficiente, las fisuras no aparecerán. Sin embargo, si la superficie se seca antes de que se haya desarrollado la resistencia suficiente, las fuerzas de las capas superficiales excederán de la resistencia a la tensión y las fisuras aparecerán durante el proceso de fraguado. Si el secado de la superficie se produce muy rápidamente, el hormigón continuará siendo plástico y las fisuras no se producirán en ese momento, pero estas aparecerán sin duda tan pronto como el hormigón se haya endurecido un poco más. La utilización de fibras sintéticas ayuda a contrarrestar la tensión cuando el hormigón es aún muy débil.

La velocidad de evaporación del agua es más alta cuando la humedad es más baja, la velocidad del viento alta y la humedad de la superficie del hormigón más alta que el aire del ambiente. La instrucción EHE proporciona en su articulo 74º los criterios de curado y protección del hormigón fresco en función de las diversas condiciones ambientales y tipos de cemento utilizado.

El aumento del contenido de cemento también tiende a incrementar la fisuración plástica. Dos factores principales aparecen involucrados; la reducción de la exudación y los pequeños meniscos que se forman entre las partículas finas, los cuales producen tensiones elevadas. En el caso de que el hormigón contenga humo de sílice, es necesario una atención especial a la velocidad de evaporación para evitar la fisuración plástica. El incremento de la plasticidad también incrementa la tendencia la fisuración plástica y de cualquier manera, los retrasos en el fraguado pueden incrementar las fisuras plásticas si la velocidad de evaporación es alta.

Ejemplos de ello son la presencia de ambientes y/o bases frías, utilización de cementos de fraguado lento y bajo contenido de estos.

¿Cómo minimizar las fisuras por retracción plástica?

Los intentos para eliminar la fisuración plástica modificando el diseño de las mezclas no han demostrado ser lo suficientemente efectivos. Para reducir la fisuración plástica, es necesario conocer con antelación las condiciones atmosféricas que pueden presentarse y provocar la misma. Las precauciones que pueden tomarse para minimizar este efecto son:

1. Tener los recursos necesarios de mano de obra, equipo y suministros disponibles para colocar y acabar el hormigón adecuadamente.
2. Comenzar el curado tan pronto como sea posible, rociando la superficie con un producto de curado que cree una membrana protectora o cubrirla con arpilleras humedecidas constantemente durante tres días como mínimo.
3. Si el hormigón debe ser colocado sobre un soporte muy seco o encima de otro hormigón ya endurecido, humedecer ambos completamente.
4. En períodos muy cálidos y secos, usar rociadores de agua, levantar barreras protectoras contra el viento a fin de reducir su velocidad sobre la superficie del hormigón y usar toldos para controlar la temperatura de las losas. Si las condiciones son críticas, planificar con antelación efectuando la misma al atardecer o por la mañana temprano.
5. Recurrir al uso de fibras sintéticas para reducir la fisuración plástica.
6. En días fríos, utilizar acelerantes de fraguado.

SIGA ESTAS RECOMENDACIONES PARA MINIMIZAR LA FISURACIÓN POR RETRACCIÓN PLÁSTICA

1. Humedecer completamente el soporte.
2. Respetar las condiciones de hormigo nado en clima cálido y frío descritas en la instrucción EHE.
3. Usar fibras de calidad reconocida.
4. Curar el hormigón tras el acabado, aplicando los siguientes métodos de curado:
• Mantener constantemente húmedas las superficies mediante rociado con agua durante un periodo mínimo de 3 días.
• Aplicar arpilleras húmedas o láminas de plástico convenientemente fijadas.
• Aplicar un líquido filmógeno de curado de calidad reconocida.