Control de Fisuras en el Concreto: Juntas.

Las juntas son el método más eficiente para el control de las fisuras. Si no se permite el movimiento del concreto (muros, losas, pavimentos) a través de juntas adecuadamente espaciadas para que la contracción por secado y la retracción por temperatura sean acomodadas, la formación de fisuras aleatorias va a ocurrir.

Juntas de contracción (juntas de control de retracción) son ranuradas, formadas o serradas en los paseos (calzadas, caminos, andenes, veredas), pavimentos, pisos y muros para que el agrietamiento ocurra en estas juntas y no de manera aleatoria. Las juntas de contracción permiten el movimiento en el plano de la losa o del muro. Estas juntas se extienden hasta una profundidad aproximada de 1⁄4 del espesor del concreto.

Juntas de aislamiento separan una parte del concreto de otras partes de la estructura y permiten movimientos horizontales y verticales. Estas juntas deben ser usadas en la unión de pisos con muros, columnas, bases y otros puntos donde pueda ocurrir restricción. Estas juntas se extienden por todo el espesor de la losa y deben incluir relleno premoldeado de junta.

Las juntas de construcción ocurren donde se ha concluido la jornada de trabajo; estas juntas separan áreas en el concreto coladas en diferentes días. En las losas sobre el terreno, las juntas de construcción normalmente se alinean con las juntas de aislamiento y tienen también esta función. Las juntas pueden necesitar de armadura para la  transferencia de carga.

Estabilidad de Volumen y Control de Fisuración del Concreto (Agrietamiento).

El concreto endurecido cambia de volumen con los cambios de temperatura, humedad y tensiones. Este cambio de volumen o de longitud puede variar del 0.01% al 0.08%. Los cambios de volumen por temperatura en el concreto endurecido son similares a los de acero.

El concreto bajo tensión se deforma elásticamente. Si se mantiene la tensión (esfuerzo), va a ocurrir una deformación adicional llamada fluencia (deformación diferida, flujo plástico). La tasa de la fluencia (deformación por unidad de tiempo) disminuye con el tiempo.

El concreto mantenido continuadamente húmedo se expande (dilata) ligeramente. Pero cuando se permite su secado, el concreto se retrae. El factor que más influye en la magnitud de la contracción por secado es el contenido de agua en el concreto recién mezclado. La retracción por secado aumenta directamente con el aumento del contenido de agua. La magnitud de la contracción también depende de muchos otros factores, tales como: (1) la cantidad de agregado usado; (2) propiedades del agregado; (3) el tamaño y la forma del miembro de concreto; (4) la humedad relativa y la temperatura del medio ambiente; (5) el método de curado; (6) el grado de hidratación y (7) tiempo.

Las dos causas básicas de la fisuración en el concreto son: (1)las tensiones por la aplicación de carga y (2) las tensiones resultantes de la contracción por secado o cambios de la temperatura cuando el concreto tiene alguna restricción (coacción, sujeción, fijeza).

La contracción por desecación es una propiedad inherente del concreto y que no se puede evitar, pero se usa la armadura adecuadamente posicionada para reducirse el largor de las grietas o entonces se usan juntas para predeterminar y controlar la localización de las fisuras. Las tensiones térmicas debidas a fluctuaciones de la temperatura del medio ambiente también causan agrietamiento, particularmente a edades tempranas.

Las grietas (fisuras) por retracción en el concreto pueden ocurrir por la restricción.

Cuando la contracción  por secado ocurre y no hay sujeción, el concreto no se fisura. La restricción se puede causar por varios factores. La contracción por secado es normalmente mayor cerca de la superficie del concreto; la humedad de las partes más internas restringe el concreto más cerca de la superficie, lo que causa agrietamiento. Otras fuentes de restricción son la armadura embebida en el concreto, las partes de la estructura interconectadas entre sí y el atrito (fricción) de la subrasante en la cual el concreto es colocado.

Diseño y Control de Mezclas de Concreto.

La calidad del concreto depende de la calidad de la pasta y del agregado y de la unión entre los dos. En un concreto adecuadamente confeccionado, cada y toda partícula de agregado es completamente cubierta por la pasta y todos los espacios entre las partículas de agregados se llenan totalmente con pasta, como se enseña en la Figura 1-3.

Fig. 1-3. Sección transversal del concreto endurecido, confeccionado 
con grava arredondeada de silicio (izquierda) y calcáreo 
triturado (derecha). La pasta de cemento y agua cubre 
completamente cada partícula de agregado y llena todos 
los espacios entre las partículas. (1051, 1052)

Para cualquier grupo de materiales y condiciones de curado, la calidad del concreto endurecido es fuertemente influenciada por la cantidad de agua usada con relación a la cantidad de cemento (Fig. 1-4). Cuando grandes cantidades de agua son innecesariamente empleadas, ellas diluyen la pasta de cemento (la cola o pegamento delconcreto). Las ventajas de la disminución de la cantidad de agua son:

•Aumento de la resistencia a la compresión (resistencia en compresión) y de la resistencia a flexión

•Disminución de la permeabilidad, entonces disminución de la absorción y aumento de la estanquidad (hermeticidad)

•Aumento de la resistencia a las intemperies

•Mejor unión entre concreto y armadura

•Reducción de la retracción (contracción, encogimiento) y de la fisuración (agrietamiento, fisuramiento)

•Menores cambios de volumen causado por la mojadura y el secamiento

Fig. 1-4. Diez cilindros de pasta de cemento con relaciones agua-cemento 

de 0.25 a 0.70. La faja indica que cada cilindro contiene la misma cantidad de

cemento. El aumento del agua, diluye el efecto de la pasta de

cemento, aumentando el volumen, reduciendo el peso específico

y disminuyendo la resistencia.

Cuanto menos agua se usa, mejor es la calidad del concreto, si es que la mezcla se puede consolidar adecuadamente. Menores cantidades de agua de mezcla (mezclado) resultan en mezclas más rígidas (secas); pero, con vibración, aún las mezclas más rígidas pueden ser fácilmente colocadas. Por lo tanto, la consolidación por vibración permite una mejoría de la calidad del concreto.

Tanto las propiedades del concreto fresco (plástico) como del concreto endurecido se pueden cambiar con la adición al concreto de aditivos químicos, normalmente en la forma líquida, durante la dosificación. Los aditivos químicos comúnmente se emplean para (1) el ajuste del tiempo de fraguado o de endurecimiento, (2) la reducción de la demanda de agua, (3) el aumento de la trabajabilidad (manejabilidad, docilidad), (4) la inclusión intencional de aire y (5) el ajuste de otras propiedades del concreto fresco o endurecido.

Después del término del proporcionamiento, dosificación, colocación (hormigonado, puesta, colado), consolidación, acabamiento y curado adecuados, el concreto se endurece, se transforma en un material no-combustible, durable, resistente a la abrasión y impermeable lo cual requiere poca o ninguna conservación (mantenimiento).

Además, el concreto es un excelente material de construcción porque se lo puede moldear en una gran variedad de formas, colores y texturas para ser utilizado en un número ilimitado de aplicaciones