La evaluación de las grietas superficiales existentes normalmente se realiza durante la inspección visual de las estructuras. La abertura de grietas en la superficie del hormigón se mide normalmente con un medidor de grietas. Dependiendo de la apertura de las grietas en la superficie, se pueden describir las grietas (tan pequeñas como la línea del cabello, o grietas con unos pocos milímetros de apertura); sin embargo, este procedimiento no proporciona suficiente información sobre la profundidad de estas grietas. Se han desarrollado y utilizado diferentes técnicas a lo largo del tiempo con el fin de medir la profundidad de fisuración en hormigón. Pero primero, veamos por qué las grietas de hormigón, y por qué la medición de profundidad de grietas en asuntos hormigón?
¿Por qué el hormigón se rompe?
Una grieta es una fractura lineal en el hormigón que se extiende parcial o completamente a través del miembro (OSIM, 2008). Algunas personas creen que el hormigón nace con grietas; que sus ingredientes, y cómo se produce y transporta – desde la planta de dosificación hasta vertido, fraguado y curado – están influenciados por tantos factores que el agrietamiento del hormigón no es una gran sorpresa; y en gran medida, eso podría ser cierto. Las grietas superficiales son el tipo de defectos más comúnmente visto en las estructuras de hormigón (Shiotani y Aggelis, 2007). El agrietamiento del hormigón puede ocurrir en diferentes etapas: puede ocurrir antes del endurecimiento del hormigón, y puede ocurrir en una estructura de hormigón vieja:
La grieta en el hormigón puede ocurrir antes de la etapa de endurecimiento; esto normalmente se debe a la sedimentación dentro de la masa de hormigón o grietas debido a la contracción plástica. Pero las grietas pueden desarrollarse después del endurecimiento. Por ejemplo, la contracción por secado puede ocurrir debido a la pérdida de humedad. La contracción térmica y el asentamiento de grado bajo también pueden causar grietas en el hormigón endurecido. La sobrecarga y la intemperie del hormigón también pueden provocar grietas.
Medida de profundidad de grietas en hormigón
¿Pero por qué la medición de profundidad de grietas en asuntos de hormigón? las grietas pueden facilitar el acceso de agentes agresivos (es decir, ion cloruro) para alcanzar el refuerzo de acero, lo que eventualmente causará corrosión. Es importante evaluar la profundidad de las grietas para asegurarse de que el agrietamiento de la superficie se propague bien en hormigón o no. La efectividad de los métodos de reparación como la inyección de epoxi se basa en la predicción precisa de la profundidad de la grieta. Se han desarrollado diferentes métodos a lo largo de los años para evaluar la profundidad de las grietas en el hormigón.
I. Examen visual de núcleos de hormigón
En este método, el tinte se inyecta (usando presión) en las grietas superficiales. Más tarde, se extraerán núcleos de hormigón del área bajo investigación. La muestra se estudia al microscopio para determinar la profundidad de las grietas en el hormigón. Foto adaptada de Kevic C Arne (2014). “Medición de profundidad de grietas en hormigón armado utilizando técnicas ultrasónicas” MSc. Tesis.
II – Eco de impacto
En la prueba Impact-Echo, se genera un impulso de tensión en la superficie del elemento. El pulso se extiende al objeto de prueba y se refleja por grietas, defectos o interfaces y límites. La respuesta de la superficie causada por la llegada de ondas reflejadas se controla mediante un transductor receptor de alta precisión (Malhotra y Carino, 2004). Cuando las ondas de tensión viajan dentro del elemento de hormigón, una parte de las ondas acústicas emitidas por el impulso de tensión en la superficie se refleja sobre las capas límite, donde cambia la rigidez del material. Los datos recibidos por el transductor se analizan normalmente en el dominio de la frecuencia para medir la velocidad de la onda y el grosor. Este procedimiento ha sido estandarizado como ASTM C1383, “Método de prueba estándar para medir la velocidad de la onda P y el espesor de las placas de hormigón mediante el método del eco de impacto”. Sin embargo, Impact-Echo se puede usar para evaluar la profundidad de las grietas superficiales.
III – Velocidad de pulso ultrasónico
La velocidad de pulso ultrasónico (UPV) es un método de prueba no destructivo (NDT) eficaz para el control de calidad de materiales de hormigón y la detección de daños en componentes estructurales. Los métodos de UPV se han usado tradicionalmente para el control de calidad de materiales, principalmente materiales homogéneos como metales y conexiones soldadas. Con el reciente avance en la tecnología de transductores, la prueba ha sido ampliamente aceptada en la prueba de materiales de hormigón. Las pruebas ultrasónicas de hormigón son una forma efectiva para la evaluación de la calidad y la uniformidad, y la estimación de profundidad de grietas. El procedimiento de prueba se ha estandarizado como “Método de prueba estándar para la velocidad del pulso a través del hormigón” (ASTM C 597, 2016). Para obtener más información sobre el método UPV y sus aplicaciones, haga clic aquí.
El método UPV puede usarse para estimar la profundidad de las grietas superficiales. Para hacerlo, cada transductor debe colocarse a un lado de la grieta, por una distancia determinada. Entonces, la distancia entre transductores cambia en la misma trayectoria. la medición de UPV se repetirá para diferentes espaciamientos de transductores.
