CONSOLIDATED STATEMENTS OF CHANGES IN EQUITY (dollars in thousands)

________________________________________________ 10,0 cm 2,40m 3,00m 15,0 cm 3,60m 4,50m 20,0 cm 4,80m 6,00m 25,0 cm 7,60m 9,10m _________________________________________________

Como se ha mencionado el valor de la contracción final para concretos normales suele ser del orden de 0,2 á 0,7 mm por metro lineal, según el contenido inicial de agua, la temperatura ambiente, las condiciones de humedad y la naturaleza de los agregados. En un concreto correctamente dosificado, la contracción de la pasta es resistida por los agregados compactos, rugosos y duros que se adhieren bien y generan la llamada interfase de adherencia pasta-agregado; sin embargo, cuando los agregados son muy absorbentes, como algunas areniscas y pizarras se producen retracciones dos o tres veces mayores que las obtenidas con materiales menos absorbentes como los granitos y algunas calizas

Una de las causas más comunes de deterioro del concreto, especialmente de estructuras hidráulicas, son los niveles del agua por mareas, crecientes, operaciones de embalse u otras causas, ya que el agua tiende a concentrarse en diferentes partes de la estructura. Al observar un pilote de concreto sujeto a ciclos de humedecimiento y secado, se pueden distinguir tres zonas claramente definidas:

a) La parte superior, que se encuentra arriba del nivel de marea alta y de oleaje, no está expuesta directamente al agua; sin embargo, está expuesta al aire atmosférico, a vientos que llevan sales y polvo, o a la acción de un eventual congelamiento. Por lo tanto, los fenómenos nocivos predominantes en esta zona suelen ser: agrietamiento debido a corrosión del acero de refuerzo, o a ciclos de congelamiento y descongelamiento del refuerzo.

b) La parte de la estructura que se encuentra en la zona de salpicaduras, puede quedar sujeta a los mismos efectos anteriores; al agrietamiento y posible degradación de la pasta superficial, como consecuencia de la erosión ocasionada por el oleaje; y, al desgaste y microfisuramiento por el mojado y secado cíclicos (efectos de la absorción, la adsorción y la pérdida de agua).

La parte de la estructura que se encuentra en la zona de mareas, entre los niveles máximo y mínimo, es suceptible no sólo a los efectos anteriormente descritos, sino también a la erosión por partículas sólidas en suspensión dentro del agua (materiales petreos, hielo, u otros); los ocasionales impactos o colisiones de barcos; los posibles crecimientos biológicos; y la pérdida de material por posible descomposición química de los productos de hidratación del cemento.

c) La parte inferior de la estructura que permanentemente está sumergida en el agua, es suceptible de percolación del agua por permeabilidad (dependiendo de la porosidad del concreto y de la presión del agua); de ataques químicos; y de ataques por microorganismos.

Como mecanismos de daño inherentes a los cambios de temperatura se encuentran la contracción térmica inicial; la dilatación y contracción por temperatura (variaciones estacionales); los ciclos de congelamiento y deshielo; y el ataque por fuego (choque término). En estos mecanismos de daño, las únicas fisuras que se presentan sólo en la pasta y que no atraviesan el agregado fino sino que lo rodean, son aquellas causadas por la contracción térmica inicial.

La contracción térmica inicial del concreto procede esencialmente del calor de hidratación derivado de la reacción de hidratación del cemento. En condiciones normales, el concreto no disipa el calor a suficiente velocidad y alcanza temperaturas más altas que el ambiente (hasta 65C).

Normalmente, aparecen microfisuras entre el primero y el quinto día de edad y se generan por un enfriamiento superficial más rápido que el interior de la masa, lo cual provoca un estado de tracción en la zona superficial y un estado de compresión en el núcleo (podría ser el caso del descenso de temperatura nocturno). Estos planos de falla, posteriormente pueden acentuarse por contracción de secado.

Hay una modalidad de fisuras de contracción térmica inicial, que puede darse en climas cálidos, cuando existe una alta temperatura (más de 50C) en el encofrado de apoyo del elemento antes del vaciado del concreto. Esta condición, puede acentuar la pérdida de humedad superficial de la mezcla (por evaporación), generando tracción superficial de la masa en contacto con el encofrado.

La contracción térmica inicial, debe controlarse tomando en cuenta los siguientes factores: reduciendo la velocidad de enfriamiento superficial del concreto; empleando mezclas no muy ricas en cemento o usando cementos adicionados que tienen menor calor de hidratación; usando cementos de bajo calor de hidratación; utilizando agregados de bajo coeficiente de dilatación; disponiendo armaduras superficiales que controlen el reparto y ancho de las fisuras; curando adecuadamente el concreto; disponiendo juntas de contracción adecuadas; y refrigerando los encofrados y bases de apoyo del concreto, antes del vaciado.

El concreto se dilata con los aumentos de temperatura y se contrae cuando ésta baja. Los efectos de tales cambios de volumen son semejantes a los producidos por la contracción por secado, es decir, que el aumento o reducción de la temperatura pueden producir un agrietamiento indebido y particularmente cuando el libre movimiento está restringido por alguna causa o se combina con la contracción por secado.

Otro efecto importante de la temperatura es el alabeo por gradiente térmica que depende de la cantidad de energía radiante absorvida por la superficie del concreto. Un caso típico de esta situación nuevamente son los pavimentos de concreto, en donde, durante el día, la cara superior de las losas se encuentra a una temperatura mayor que la inferior, con lo cual la primera se dilata más que la segunda. Esta diferencia de alargamiento produce un alabeo

en las placas con concavidad hacia abajo. Sin embargo, el peso propio del concreto y los esfuerzos de tráfico tienden a impedir esta deformación, produciendo esfuerzos de flexión, lo cual se traduce en esfuerzos de tracción en la cara inferior de la losa y de compresión en la cara superior.

Al observar la misma figura, durante la noche, el gradiente de temperatura se invierte (cara superior más fría que la inferior), dando lugar a un estado de tensiones contrario al del día. Esta situación es especialmente importante en regiones en donde hay bruscos descensos de temperatura entre el día y la noche e inclusive dentro del mismo día.

El coeficiente de dilatación térmica del concreto varía según el tipo de agregados y la riqueza de la mezcla. Generalmente está dentro del margen de 0,007 á 0,011 mm/m/C. Los fenómenos de agrietamiento por temperatura, al igual que los de contracción por seco, se controlan con la ayuda del acero de refuerzo y para ello, el valor del coeficiente de dilatación térmica más comunmente aceptado para el cálculo de las tensiones y deformaciones es de 0,010mm/m/C.

Del mismo modo, en el caso de estructuras esbeltas como muros, pisos o pavimentos, la disposición de grietas por temperatura se controla mediante las llamadas juntas de dilatación

El congelamiento y deshielo es considerado uno de los factores físicos más destructivos del concreto, especialmente cuando el material mantiene un estado de saturación casi completo. El mecanismo de falla por los ciclos de congelamiento y deshielo, se da cuando el agua que hay en los poros del concreto al llegar al punto de congelación aumenta de volumen (aproximadamente 9% con relación a su volumen en estado líquido), y ello induce grandes esfuerzos de tracción al interior de la pasta y de las partículas del agregado que hace que la masa se fracture por su baja capacidad mecánica de tolerar tracciones.

Existe concenso en que la pasta de cemento endurecida y los agregados se comportan de manera diferente cuando son sometidos a congelamiento cíclico. El agua en una pasta se encuentra en forma de solución alcalina ligera y que cuando la temperatura del concreto cae por debajo del

punto de congelación, se produce de forma inmediata un período de superenfriamiento en el que se forman cristales en los poros y capilares de mayor tamaño de la pasta (macroporos y poros capilares)

Como consecuencia de lo anterior, el contenido de álcalis aumenta en la porción de la solución aún no congelada que se encuentra en los macroporos y los poros capilares, creando un potencial osmótico que obliga a las moléculas de agua, que se hallan en los poros cercanos, a difundirlas en la solución de las cavidades congeladas. Como resultado, la solución que está en contacto con el hielo se diluirá permitiendo que el corpusculo de hielo crezca aún más. En el momento en que la cavidad se encuentra llena de hielo y solución, cualquier crecimiento produce una presión de dilatación provocando que la pasta falle.

De otra parte, la mayoría de los agregados petreos naturales tienen poros más grandes que la pasta de cemento endurecida (con cualquier relación agua/cementante), y Powers encontró que expelen agua durante la congelación. En este caso, el daño causado se debe a la presión hidráulica que se genera en los poros debido al movimiento del agua.

Con la incorporación de aire, el agua desplazada por la formación de hielo en la pasta se acomoda de tal manera que no resulta perjudicial, pues las burbujas de aire en la pasta suministran cámaras donde se introduce el agua y así se alivia la presión hidráulica generada.