Durabilidad del hormigón

En general el hormigón es un material muy durable. No obstante puede haber problemas si la combinación de agregados o agregados/cemento tiene algún efecto desfavorable. Las fisuras de durabilidad ("D" cracking) tienen lugar cuando el agua se congela en los agregados porosos susceptibles a las heladas, expande y fisura el agregado. Aparecen fisuras que siguen las juntas u otro tipo de fisuras ya formadas donde la presencia de humedad es mayor.

Si en una sección se encuentra fisuras "D" se debe realizar un muestreo para confirmarlo. En las juntas donde se toman las muestras se debe verificar si la muestra está intacta o se disgrega. Un análisis petrográfico confirmará la presencia de fisuras en el agregado.
Hay ciertos tipos de agregados que contienen materiales que reaccionan con los álcalis del cemento (sodio y potasio). Estos agregados tienen sílice amorfa y la reacción produce un gel que absorbe agua y se expande fracturando la matriz de cemento y fisurando el hormigón. En este caso, a diferencia de las fisuras "D" que empiezan de abajo, se manifiestan en todo el espesor de la losa. Aparecen como fisuras finas en una disposición de mapa similares a la piel de cocodrilo en pavimentos asfálticos. Una forma de mitigar esta reacción es con el uso de cementos puzolánicos. En todo caso es recomendable realizar ensayos de reactividad álcali – árido de manera previa a la construcción de pavimentos rígidos.

Modelo del mantenimiento cero

Este modelo (Darter 1977) provee un 24% de fallas

Modelos de fatiga

El pavimento puede soportar un “infinito” número de cargas. En realidad debe entenderse “infinito” como un número muy grande de repeticiones de carga, este valor es afectado por las sobrecargas en los pavimentos reales. Este aspecto se ha sustentado por una investigación de Packard en el cual a esta tensión las probetas han soportado 10 a 20 millones de repeticiones sin mostrar signos de fatiga.Las propiedades de fatiga del hormigón son importantes en el diseño de pavimentos rígidos. La fatiga puede definirse como el fenómeno por el cual el material falla por la repetición de cargas que no son lo suficientemente grandes para causar la falla en una sola aplicación. De este modo, por encima de un cierto esfuerzo se presenta un daño estructural que después de un número de repeticiones de carga inducirá la falla en el material.
Los factores que afectan al módulo de rotura afectan también a la fatiga. Hay diversos modelos de fatiga obtenidos a través de estudios en laboratorio correlacionados con pavimentos existentes. Estos modelos son:

El pavimento puede soportar un “infinito” número de cargas. En realidad debe entenderse “infinito” como un número muy grande de repeticiones de carga, este valor es afectado por las sobrecargas en los pavimentos reales. Este aspecto se ha sustentado por una investigación de Packard en el cual a esta tensión las probetas han soportado 10 a 20 millones de repeticiones sin mostrar signos de fatiga.

Módulo de elasticidad

Es un parámetro que indica la rigidez y la capacidad de distribuir cargas que tiene una losa de pavimento. Es la relación entre la tensión y la deformación. Las deflexiones, curvaturas y tensiones están directamente relacionadas con el módulo de elasticidad del hormigón. En los pavimentos de hormigón armado continuos, el módulo de elasticidad junto con el coeficiente de expansión térmica s y el de retracción del hormigón c, son los que rigen el estado de tensiones en las armaduras.
El módulo de elasticidad está relacionado con el módulo de rotura a través de la expresión:

Módulo de rotura (resistencia a la flexión) (II)

Los ensayos con carga al tercio alcanzan un 80% del valor que dan los realizados en el punto medio.
Hay distintas correlaciones entre las resistencias del hormigón como las que se aprecian a continuación, sin embargo, su uso no es recomendable puesto que la resistencia a la flexión es susceptible a un sinnúmero de variables como ser el tipo de cemento, de agregados, la granulometría y dureza de los agregados, inclusive la limpieza del agregado grueso es muy importante, así como el uso de aditivos, por este motivo, es recomendable que siempre se desarrollen correlaciones en base a los datos reales de campo y no se deriven de otros proyectos, únicamente a manera de información se presentan las siguientes relaciones:

Módulo de rotura (resistencia a la flexión)

Es un parámetro muy importante como variable de entrada para diseño de pavimentos rígidos. Se la conoce también como resistencia a la tracción por flexión o simplemente resistencia a la flexión. Es la medida del esfuerzo en la fibra extrema que se desarrolla al someter una viga a la flexión.
Para este ensayo se usan probetas prismáticas con cargas en el tercio central. De esta manera se tiene en el tercio medio una zona sometida a un momento flector constante igual a P x l/3 y cero de esfuerzo cortante, la rotura se producirá en el punto más débil del tercio central. Este ensayo es recomendable frente al ensayo de carga en el punto medio, en el cual la rotura se producirá indefectiblemente en el punto medio (punto de aplicación de la carga) donde el momento flector y el esfuerzo cortante son máximos.

Resistencia a la tracción indirecta

Se llama también ensayo de tracción por compresión diametral. Es un ensayo muy práctico para averiguar la resistencia a la tracción del hormigón dado que los ensayos de tracción directa son muy difíciles de ejecutar. La resistencia a la tracción indirecta se determina con esta expresión: