REPARACIÓN DE REFUERZOS EN HORMIGÓN


La reparación de armaduras de acero corroídas o deterioradas y soportes de pretensado es una de las técnicas utilizadas para reparar elementos estructurales deteriorados para restaurar su capacidad de carga original. La corrosión de los refuerzos es común debido a ataques químicos, incendios y cortes accidentales.

Una vez que se ha determinado la causa del daño al acero, se puede reparar reemplazando las barras dañadas o agregando barras parcialmente dañadas. Antes de que comience el proceso de reparación, las barras de refuerzo se exponen para evaluar su estado y preparar barras de acero para los métodos de reparación.

Es necesario considerar un método adecuado para exponer y preparar barras de acero dañadas, de lo contrario el método de reparación no cumpliría con los requisitos de durabilidad.

Proceso de reparación de refuerzo

1. Retire el hormigón alrededor de las barras de acero.

La eliminación del hormigón alrededor de las barras de acero debe hacerse con cuidado para evitar daños mayores en el refuerzo. Esto se puede lograr determinando en primer lugar la posición, la profundidad, el tamaño y la relación de las barras de acero utilizando un buscador de barras o una cuchilla de cubierta y, en segundo lugar, utilizando un método de eliminación de hormigón adecuado.

A menudo se debe proporcionar un anclaje adecuado para aliviar el elemento de las cargas. El anclaje debe verificarse antes de que comience la eliminación del hormigón. Se deben evitar las vibraciones del refuerzo para evitar dañar la conexión con el concreto alrededor de la zona de reparación. Además, se debe tener cuidado de no cortar barras de acero al retirar el hormigón.

El concreto dañado y perdido se elimina alrededor de las barras de acero. Si se elimina todo el concreto dañado y las barras de acero están parcialmente expuestas, no es necesario retirar todo el concreto alrededor de las barras.

Sin embargo, el proceso de eliminación del concreto aún debe despejar una habitación con un tamaño de agregado máximo más 6 mm detrás de las barras de acero si pierden óxido, corrosión o no se conectan correctamente al concreto.

Fig. 1: Exponer expuesto

2. Limpiar e inspeccionar el refuerzo.

Después de quitar el concreto, las barras de acero se limpian y se revisan cuidadosamente para ver si pueden realizar su función prevista. Se pueden usar cepillos de alambre si el área no es de fácil acceso, de lo contrario es muy deseable el arenado para limpiar barras de acero de suciedad y otros contaminantes.

Refuerzo dañado
Fig. 1: refuerzo dañado

3. Refuerzo leve o reparación de hilos pretensados

La reparación de refuerzos incluye la reparación de refuerzos leves y hilos pretensados. Reemplazar refuerzos o refuerzos adicionales son los dos métodos que se pueden usar para ambos tipos de reparación de acero:

3.1 Reparación de refuerzos leves

Después de exponer y limpiar los refuerzos, se debe tomar la decisión de reemplazar las barras de acero o agregar refuerzos parcialmente dañados.

A. Intercambio de refuerzos.

Si se selecciona el reemplazo del refuerzo, se cortan las partes deterioradas de las barras y luego se empalman los aceros de refuerzo suaves. La longitud de la superposición debe cumplir con los códigos aplicables, como ACI 318.

Es posible usar empalmes soldados para superponer empalmes. El empalme de soldadura también debe realizarse de acuerdo con códigos como ACI 318 y American Welding Society.

Se debe tener en cuenta que los empalmes de soldadura no son adecuados para barras de más de 25 mm. Esto se debe a que el proceso de soldadura puede hacer que las barras incrustadas se expandan y aparezcan grietas en el concreto circundante.

La soldadura a tope generalmente se evita porque se requiere un alto nivel de habilidad para realizar una soldadura de penetración completa ya que la parte posterior de una varilla es normalmente inaccesible.

La conexión mecánica es otro método con el que se pueden empalmar varillas de acero. También debe cumplir con los requisitos de ACI 318. Para los conectores mecánicos disponibles en el mercado, consulte ACI 339.3R.

Intercambio y recubrimiento de barras.
Fig. 3: Intercambio y revestimiento de varillas.

B. refuerzos adicionales

Se usa refuerzo adicional cuando las barras de acero incrustadas pierden sección transversal o son insuficientes o el elemento necesita ser reforzado. Es responsabilidad del ingeniero responsable decidir si usar refuerzo adicional o no, y cada miembro necesita su propia decisión.

Las barras deterioradas deben limpiarse y quitarse el concreto para permitir que se coloquen barras adicionales junto al refuerzo dañado. La longitud de las barras adicionales corresponde a la longitud de la parte deteriorada de las barras deterioradas más la longitud de empalme de solape de cada lado.

Además, si se aplican recubrimientos como epoxi, lechada de cemento polimérico o capas ricas en zinc al refuerzo para evitar la corrosión en el futuro, el espesor del recubrimiento debe ser inferior a 0.3 mm para reducir la pérdida de desarrollo de la unión durante la deformación.

Finalmente, se debe evitar el derrame de recubrimientos sobre el hormigón base, ya que esto reduciría el desarrollo de la unión.

Refuerzo adicional
Fig. 4: refuerzo adicional

3.2 Reparación de acero de pretensado

El deterioro, los errores de diseño, la sobrecarga, la corrosión o el fuego pueden deteriorar o dañar los hilos o varillas. El fuego puede brillar en acero pretensado de alta resistencia formado en frío.

Es posible que sea necesario relajar los hilos de alta resistencia no unidos antes de la reparación y volver a tensarlos después de la reparación para restaurar la integridad estructural inicial del elemento.

A. hilos atados

Dado que el hilo pretensado está pegado, solo la sección expuesta y dañada se vuelve a tensar después de las reparaciones. El procedimiento de reparación requiere reemplazar la sección dañada con la nueva sección del cordón que está conectada a los extremos existentes de los cordones no dañados.

La nueva sección del filamento y las longitudes expuestas del filamento existente deben volverse a tensar para que coincidan con el nivel de tensión del filamento unido.

Exponer y limpiar tendones
Fig. 5: Exposición y limpieza de los tendones.
Se instalan nuevos tendones
Fig. 6: se instalan nuevos tendones
Retensado
Fig. 7: Procesos de retensado
Materiales cementosos fundidos
Fig. 8: Materiales cementosos vertidos

B. tendones no unidos

Los hilos están protegidos contra la corrosión por la vaina, el material inhibidor de la corrosión o una combinación de los mismos. La causa principal de la falla del tendón no unido es la corrosión de las conexiones finales.

Una parte deteriorada de un hilo puede quedar expuesta levantando el concreto y cortando la carcasa. Los tendones desatados se pueden probar para verificar su capacidad de soportar la carga de diseño.

Esto se puede hacer conectando un portabrocas y un acoplamiento al extremo expuesto de la cuerda y realizando una prueba de elevación. Esto generalmente requiere al menos 20 mm de hebra libre más allá de la partición.

Si el cordón se corroe excesivamente, se produce un error y el cordón debe ser reemplazado o empalmado. Puede ser necesario soportar el tramo que se va a reparar y los tramos vecinos hasta varios campos antes de retirar o volver a tensar los hilos pretensados ​​no unidos.

El hilo se corta a ambos lados del deterioro y la parte eliminada del hilo se reemplaza con una nueva sección. El nuevo hilo está conectado al hilo existente en el punto de los cortes. El hilo reparado se pretensará.

Los sistemas de fibra de carbono o equivalentes complementan el refuerzo en estructuras pretensas, postensas y reforzadas con estructuras de acero dulce.

Este sistema generalmente está pegado a la superficie exterior. Si el componente a reforzar no se descarga, el sistema de refuerzo solo ofrece refuerzo para futuras cargas.

El revestimiento de fibra se usa comúnmente para reforzar los pilares, particularmente en áreas de terremotos. Hay sistemas disponibles que restauran la barrera protectora seca y dañada dentro de la chaqueta.

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