Estudio de la vida útil de estructuras de hormigón pretensado frente a corrosión por cloruros

Resumen

La función primaria de la estructura es resistir las acciones a las que estará sometida. La resistencia de la estructura debe entenderse en sentido amplio y no restringirse solamente a la resistencia mecánica de las solicitaciones derivadas de las acciones actuantes. En particular, la resistencia a las acciones ambientales y la adecuada durabilidad durante el período de vida útil previsto en el proyecto de la estructura son aspectos esenciales. Por estos motivos, en este trabajo de investigación se propone obtener un estudio detallado de cada material que compone el hormigón pretensado y, de esta forma, desarrollar una propuesta de modelo de vida útil que estima cada tiempo de ingreso de los iones cloruro en cada uno de estos materiales, siendo un modelo que se asemeje a lo que ocurre en la realidad. Para ello se realizaron las siguientes campañas experimentales y desarrollos teóricos: Se ha diseñado un mecanismo bastante sencillo para obtener la tensión de las probetas de acero en un espacio reducido, totalmente original. Se han aprovechado los bastidores de fluencia oleoneumáticos que se utilizan para ensayos de fluencia del hormigón, y se ha diseñado un marco que transforma la carga de compresión aplicada por los bastidores en una fuerza de tracción que ha servido para tesar los alambres con una carga constante. Se ha diseñado un dispositivo autónomo que garantizó ciclos controlados de ataque humedad-secado, que funciona mediante un temporizador programable. Todo este sistema de ataque ha estado dentro de una cámara climática donde se ha mantenido la humedad relativa al 50% y la temperatura en 20ºC. Se han obtenido experimentalmente resultados respecto de la velocidad de ingreso de los iones cloruro en la masa de hormigón y del mortero de inyección. Se han obtenido los coeficientes de difusión y las concentraciones superficiales constantes de cloruros en el hormigón y en mortero de inyección. Se ha obtenido como resultado de los datos experimentales de los ensayos realizados en los aceros desbastados mecánicamente un coeficiente que nos indica la influencia del efecto entalla debido a una picadura y que puede ser aplicado en el cálculo del estado tensional de esos aceros desbastados. Se han obtenido coeficientes de degradación de la tensión última y de degradación de la masa residual de aceros atacados químicamente con una solución de cloruro de sodio. Ambos se han obtenido del análisis experimental realizado durante la amplia campaña llevada a cabo. Se ha obtenido experimentalmente la influencia del estado de tensión en aceros cuando éste se combina con un ataque corrosivo, con lo que ocurre en aceros de iguales características pero sin tesarlos con un mismo ataque químico. Se ha propuesto un modelo de vida útil para hormigón armado y/o pretensado que esté sometido a un ataque de corrosión por cloruros, que puede ser aplicado en el diseño de estructuras nuevas, y en la evaluación de estructuras en servicio. Este modelo se basa en el modelo de durabilidad presentado por Tuutti en 1982, y se mejora con el aporte de la degradación que se produce no sólo en el hormigón (Tuutti, 1982), sino que estudia las degradaciones de los otros materiales que componen el hormigón armado y pretensado (mortero de inyección, acero), todo esto obtenido con nuestros resultados experimentales. También, se ha contrastado el modelo aplicándolo en casos reales publicados por otros autores, encontrando una buena correlación para los resultados. -----------------------------------------------