Recubrimiento de hormigón

La capa de hormigón , en el hormigón armado , es la distancia mínima entre la superficie de la armadura embebida y la superficie exterior del hormigón ( ACI 130). La profundidad de la capa de hormigón se puede medir con un medidor de cobertura . El propósito de la capa de hormigón es proteger la armadura de la corrosión, el fuego y otros posibles daños.

La cobertura de hormigón necesaria depende de varios factores, entre ellos, las condiciones ambientales a las que estará expuesta la estructura, el tamaño del acero de refuerzo, la resistencia del hormigón y el tipo de estructura que se está construyendo. Por lo general, las barras de refuerzo de mayor diámetro requieren una mayor cobertura de hormigón que las de menor diámetro.

En la mayoría de los casos, los códigos de construcción y las normas de ingeniería locales especifican la cubierta de hormigón mínima requerida para los distintos tipos de estructuras. Es importante cumplir con estos requisitos para garantizar la seguridad y la longevidad de la estructura.

La cubierta de hormigón debe tener un espesor mínimo por tres razones principales:

• para proteger las barras de refuerzo de acero (varillas de refuerzo) de los efectos ambientales para evitar su corrosión ;
• para proporcionar aislamiento térmico , que protege las barras de refuerzo del fuego, y;
• para dar a las barras de refuerzo una incrustación suficiente para permitir que se tensen sin deslizarse. ^[1]

El fallo prematuro de los refuerzos de acero corroídos y la expansión de los productos de corrosión del hierro alrededor de las barras de refuerzo se encuentran entre las principales causas de la degradación del hormigón. El acero al carbono de las barras de refuerzo está protegido de la oxidación por el oxígeno atmosférico gracias al alto pH del agua intersticial del hormigón. La superficie de la barra de hierro está pasivada siempre que el valor de pH sea superior a 10,5. El agua de cemento fresco tiene un pH de aproximadamente 13,5, mientras que el pH del agua de cemento evolucionado ~ 12,5 se controla mediante la disolución del hidróxido de calcio ( portlandita ). El dióxido de carbono presente en el aire se difunde lentamente a través de la cubierta de hormigón sobre las barras de refuerzo y reacciona progresivamente con los hidróxidos alcalinos ( KOH , NaOH ) y con el hidróxido de calcio, lo que conduce a la carbonatación de la pasta de cemento hidratada. Como resultado, el pH del cemento desciende y, cuando su valor es inferior a 10,5 – 9,5, la superficie del acero ya no está pasivada y comienza a corroerse. Por tanto, es necesario un espesor suficiente de recubrimiento de hormigón para ralentizar el proceso de carbonatación hacia las barras de refuerzo. El espesor mínimo de recubrimiento de hormigón dependerá de las condiciones ambientales encontradas y deberá ser mayor cuando el hormigón esté expuesto además a la humedad y al cloruro (proximidad al mar, uso de sales de deshielo para puentes o carreteras, ...). Un hormigón de alta calidad realizado con una baja relación agua/cemento (a/c) tendrá una menor porosidad y será menos permeable al agua y a la entrada de especies corrosivas (oxígeno disuelto, cloruros, ...). Un recubrimiento más grueso o un hormigón más compacto reducirá también la difusión de CO2 _en el hormigón, protegiéndolo mejor de la carbonatación y manteniendo un pH más elevado durante un período de tiempo más largo, aumentando así la vida útil de las barras de refuerzo.

Las cubiertas de hormigón se utilizan con frecuencia en la construcción de desarrollos comerciales, viviendas, puentes, municipios, encofrados de bordillos y otros lugares o proyectos que requieren una gran durabilidad . ^[2] Las barras de refuerzo de hormigón y acero se combinan para crear estructuras resistentes y resistentes de las siguientes maneras:

• Al entrar en contacto entre sí, la pasta de cemento y las barras de acero forman una película superficial no reactiva que evita la corrosión.
• Se pueden colocar barras o vigas de refuerzo estratégicamente a lo largo del hormigón para lograr el sistema de soporte requerido.
• La unión creada al utilizar varillas de refuerzo y hormigón también se puede atribuir a la superficie estriada de las varillas de refuerzo, que permite que las tensiones se transfieran del hormigón al acero y del acero al hormigón.
• El hormigón y el acero tienen coeficientes de expansión térmica similares. Al congelarse o calentarse, se contraen y expanden de manera similar, manteniendo la estructura necesaria. ^{[3] [4]}

Los códigos nacionales también especifican requisitos mínimos de cobertura según sus respectivas condiciones de exposición locales.

Se requieren grandes profundidades de recubrimiento (50–75 mm) para proteger el refuerzo contra la corrosión en entornos agresivos, pero un recubrimiento grueso conduce a mayores anchos de grietas en elementos de hormigón armado resistentes a la flexión . Los anchos de grietas grandes (superiores a 0,3 mm) permiten la entrada de humedad y el ataque químico al hormigón, lo que resulta en una posible corrosión del refuerzo y el deterioro del hormigón . Por lo tanto, los recubrimientos gruesos frustran el propósito mismo para el que se proporcionan. Existe la necesidad de un equilibrio juicioso entre los requisitos de profundidad de recubrimiento y ancho de grieta.

Una posible solución económica para esta paradoja es la colocación de una segunda capa de refuerzo resistente a la corrosión como barras o mallas de acero inoxidable o barras de refuerzo de FRP en la cubierta de hormigón para distribuir las grietas.

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  Sillas de barra con punta de plástico metálico que sostienen varillas de refuerzo para dar una cobertura correcta sobre una losa suspendida con paredes de mampostería de hormigón armado .
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  Sillas con barras de plástico que sostienen varillas de refuerzo pesadas sobre losas suspendidas.
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  Pequeños soportes distanciadores (sillas) de hormigón.
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  Capas inferiores de plástico.
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  Efectos de una cobertura insuficiente: hormigón deficiente.

• Corrosión de las barras de refuerzo
• Medidor de cobertura
• Encofrado
• Barra de refuerzo
• Hormigón armado
• Fijador de acero