Patologia Del Concreto Inves 1

8/15/2019 Patologia Del Concreto Inves 1

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PATOLOGIA DEL CONCRETO1. INTRODUCCIONLa aplicación del término PATOLOGIA, merece !e pre"iamente anotemo##! de$nición% E# parte de la medicina !e e#t!dia la# en&ermedade#. 'emo#!e a partir de e#ta de$nición el nom(re no #er)a acertado aplicarlo al

concreto. A#) mi#mo etimoló*icamente podemo# decir Patolo*)a% del *rie*opat+o#% en&ermedad, lo*o#% tratado. -i a#imilamo# el término Patolo*)a ale#t!dio de lo# de&ecto# &allo#, ene#te ca#o del Concreto, +a(remo# encontrado el ori*en del termino, e# !#to lo!e +icieron lo# &rance#e# al adoptar e#te termino propio de la medicina a lain*enier)a.Reconocemo# !e #i (ien +a e#t!dio# ai#lado# #o(re lo# da/o# &allo# en elconcreto, e# importante a*r!parlo# por #! ori*en, de e#ta manera podemo#pre"er o por lo meno# tentar la #ol!ción de lo# mi#mo# o de otro# #imilare# #ino&!e#en re#!elto# con"enientemente. Conociendo primero el ori*en e# po#i(leencontrar la #ol!ción, o por lo meno# #e podr0 amen*!ar o e"itar !e #epre#enteel &allo o de&ecto. E#te tema lo ep!#e recientemente en !n c!r#o deAct!ali2ación deConocimiento# de la 3IC UNI, a e*re#ado# del ANTEGRADO +ace al*!no# a/o#,al*!no# "e)an con e#ceptici#mo el tema, de#de el nom(re no e# ampliamenteaceptado4 #in em(ar*o +e tenido al*!na# eperiencia# con otro# !e como

c!al!ier in*eniero de o(ra, #e +a encontrado con pro(lema# 5a "ece# #inconocer la# ca!#a#5 en plena eec!ción o de#p!é# de entre*ada la o(ra,aplicando e#to#

conocimiento# (0#ico# #e p!ede lle*ar a la #ol!ción, e#to implicar0 no +acer*a#to# innece#ario#

endo por el camino e!i"ocado, perdiéndo#e nota(le#rec!r#o# materiale# económico#, por de#conocimiento. E# momento decentrarno# al tema por lo !e pa#aré a !na# (re"e# re&erencia#. El concreto e#!n material !e re"ol!cionó la con#tr!cción, tiene la *ran"entaa de moldear#e en !n e#tado li!ido5 pl0#tico, !e permite adoptar ca#ic!al!ier &orma, de di&erente# re#i#tencia# d!ra(ilidad, #!# limitacione# e#t0n

#iendo #!perada# #o(re la (a#e de la in"e#ti*ación la adición de al*!no#

prod!cto# como p!2olana#, aditi"o#, ceni2a# otro#, meorando #!#propiedade# a!n #!# co#to#. -in em(ar*o !é podemo# decir re#pecto al dia*no#tico dedeterioro en el concreto, lo# #i*no# la# ca!#a# po#i(le#, del tratamiento dede&ecto# o de #!#&allo#, !é de #!# remedio# o #ol!cione#. En realidad todo# lo# pro(lema# !e#e pre#entan en el concreto p!eden #er paliado# o en *ran parte mermado# deei#tir #erio# controle# en la# &a#e# !e


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inter"ienen en la eec!ción de la o(ra. Toda# la# re#e/a# !e #e epondr0nparten del da/o a materiali2ado la# po#i(le# ca!#a# por la# c!ale# #e +apodidoprod!cir, centr0ndono# (0#icamente en a!ello# !e en !n principio p!edenderi"ar con ma# &acilidad en cat0#tro&e. La# Norma# Re*lamento# e#t0n

pre"i#to# para el Proecto y Ejecución deconstrucciones futuras, mientras que la Patología estudia las construcciones ya realizadas.

La adaptación de tales normas a los estudios de Patologías carece de

toda lógica. Un fallo es siempre posible pero la falta de normatividad, lo novedoso deltema,

eige especial prudencia del estudioso del tema.!. "#$"EP%#& 'E$E()LE& La problem*tica que comporta el estudio, la clasificación yterap+utica de la patología es muy amplia, de eco abarca todas las fases de la construcción. La patologíasuele ir íntimamente unida al tipo de elementos estructuralesdise-ados dependiendo de las solicitaciones. ) continuación algunas ideas generales ydefiniciones que ayudaran a conocer y entender mejor el tema y entender.

/U()01L1/)/ /EL "#$"(E%# /E "E2E$%# 31/()UL1"#El "omit+ !45 del )"1 lo define como su abilidad para resistir la accióndel intemperismo, ataques químicos, abrasión, u otro proceso de deterioro. &e dice entoncesque un concreto se le denomina durable cuando mantiene su forma original, su calidad ysus propiedades de servicio al estar epuesto a sumedio ambiente.P)%#L#'1) /EL "#$"(E%# Es la parte de la durabilidad que se refiere a los signos,causas posibles y

diagnostico del deterioro que eperimentan las estructuras del concreto. %ambi+n se ledefine como el tratamiento sistem*tico de los defectos del concreto, sus causas, susconsecuencias y sus soluciones.#%()& /E61$1"1#$E&/E6E"%# &e le define como una situación en la que uno o mas elementos de unaconstrucción no cumplen la función para la que an sido previstos.6)LL# Es la finalización de la capacidad de un elemento para desempe-ar la funciónrequerida.)$#2)L1) Es una indicación de un posible fallo.

(E3)01L1%)"1#$ o (EP)()"1#$

Es la recuperación de la capacidad de los elementos estructurales que teníanantes de prod!cido# lo# da/o#.

RE3UER6O o RE3OR6A7IENTO E# el incremento de la capacidad !e !nelemento no da/ado tiene para c!mplir #! &!nción.

RE-TAURACION E# con#e*!ir !e la con#tr!cción #ea !tili2a(le.


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8. ORIGEN DE LO- DA9O-

-e +a e#t!diado encontrado di"er#idad de or)*ene# o ca!#a# de lo# da/o#,#in em(ar*o no #e +a dic+o la !ltima pala(ra, #e #i*!e in"e#ti*ando encontrando n!e"o# pro(lema# proponiendo n!e"o# or)*ene#, a "ece# #epre#entan ma# de

!no de lo# tratado# en la# #i*!iente# l)nea#, lo !e p!ede traer a con&!#ión odemora en cla#i$cación. A contin!ación a#!mimo# como (a#e la #i*!ientecla#i$cación%

1. A-IENTO PLA-TICO -e prod!ce como re#p!e#ta a la e!dación d!rante la# 8primera# +ora# de colocado, dependiendo de la temperat!ra. En *eneral #etrata de $#!ra# amplia# poco pro&!nda# de e#ca#a tra#cendencia e#tr!ct!ral.

:. RETRACCION PLA-TICA&e produce entre la 5ra y 7ta ora a partir de la colocacion y sus da-os sonfrecuentes en elementos superficiales como losas, muros, etc. especialmente cuando la

evaporación del agua eudada es m*s r*pida que la velocidad de acudida del agua de lamasa interna a la superficie, frenada por la acción capilar

en los poros del concreto. 'eneralmente son fisuras amplias y poco profundas de escasatrascendencia estructural.

8. "#$%()""1#$ %E(21") 1$1"1)L Producida por el calor de idratación derivado de

la reacción de idratación del cemento. /e acuerdo a la calidad del concreto la temperaturadel n9cleo del elemento estructural, que a las !: oras ser* de : a ; "ece# maor !e latemperat!ra am(iental, recién #e i*!alaran a lo# < o ; d)a#.=. RETRACCION >IDRAULICA Con#i#te en la di#min!ción del "ol!men !e

eperimenta el concreto end!recido, c!ando e#ta ep!e#to al aire con+!medad no #at!rada. E# de(ido#im!lt0neamente a reaccione# !)mica# a la red!cción de +!medad. La#$#!ra# #!elen #er $na#, pero !e a&ectan en pro&!ndidad al elementoe#tr!ct!ral por tanto #! tra#cendencia de(e #er e#t!diada en cada ca#o.


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concreto, de la ten#ión aplicada, de la +!medad relati"a del am(iente dele#pe#or $cticio del elemento. -o(re la# $#!ra# de(ido a ten#ione# de tracción!n ca#o t)pico e# el de$#!ra# inclinada# de e#&!er2o cortante donde #e indica la dirección deten#ione# !e $nalmente prod!cen la $#!ra.

;.: 'ARIACIONE- TER7ICA- In@!ida# por la +!medad #i el 0rido e# cali2o o#il)ceo, la# ten#ione# *enerada#

p!eden lle*ar a la $#!ración de lo# elemento#. La# ten#ione# #e p!edencontrolar mediante la di#po#ición de !nta# de dilatación, apoo# mó"ile#, etc.

;.8 'ARIACIONE- >IGRO7ETRICA- Lo# cam(io# de +!medad tam(ién a&ectanla# dimen#ione#, #i e#ta# e#t0n coartada# #e prod!cen e#tado# ten#iónale# enla e#tr!ct!ra.;.= PRETEN-ADO Con#tit!e !na de&ormación imp!e#ta, correlati"a a la#ten#ione# imp!e#ta#,

el "alor ten#ional de preten#ado #o(re el concreto, "aria(le por la perdida deten#ión de armad!ra, e# decreciente con el tiempo, de(ido a !na #erie deproce#o#!e "aria con#idera(lemente #e*n #e trate de preten#ado con armad!ra#prete#a# o con armad!ra# po#te#a#. De +ac+o el preten#ado ori*ina"ariacione# tanto lon*it!dinale# como tran#"er#ale# en lo# elemento#.

;.< A-IENTO- DEL TERRENO -i !na col!mna #e a#ienta de(ido al de#cen#o dela cimentación #e di#min!e #! car*a, por tanto a!mentando e#a di#min!ción ala# col!mna#

próima#.B. CA7?IO- DE COLOR 3!era de al*!no# ca#o# e#peciale# !e "eremo#de#p!é# el concreto cam(ia de color por ca!#a#% cam(io# de color entrepartida# de cemento, decoloración de(ida a la acción de la l!2 #olar, cam(io#de color !e +an re!erido lareparación de al*n de&ecto.. ERO-ION Ei#ten proce#o# m! "ariado# de ero#ión del concreto, parte deello# li*ado# a !#o# ind!#triale# e#pec)$co#4 otro# #on de tipo ma# *eneral, a!) #epre#entan%.1 DE-GA-TE POR A?RA-ION -e la de$ne por el de#*a#te de la #!per$cie por

proce#o# de &ricción o ro2amiento.La ca!#a ma# importante de a(ra#ión de pi#o# pa"imento# e# prod!cida porel pa#o de per#ona#, circ!lación de "e+)c!lo#, o rodad!ra de o(eto# oma!ina#, ma# !e la# part)c!la# arra#trada# por el "iento.-iendo prod!cido por accione# mec0nica# de(ido al tra$co, c!ando el a*!alle"a a*re*ado *r!e#o. La re#i#tencia la da el 0rido *r!e#o..: DE-GA-TE POR ERO-ION -e la de$ne por el deterioro ca!#ado por la acción


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a(ra#i"a de @!ido# o #ólido# en mo"imiento.La ma*nit!d de la ero#ión depende del n!mero, "elocidad, tama/o, per$l,den#idad d!re2a de la# part)c!la# en mo"imiento por !nidad de tiempo.-iendo prod!cido por accione# mec0nica# de(ido al oleae. La re#i#tencia la dael 0rido *r!e#o.

.8 DE-GA-TE POR CA'ITACION -e la de$ne como la ero#ión pro*re#i"a delconcreto ori*inada por el @!o no lineal de a*!a# limpia# a "elocidade# #o(re

lo# 1: m#e*. Donde #e &orman burbujas de vapor, que cuando ingresan a una región

de lata presión colapsan con un gran impacto, pueden desgastar grandes *reas de lasuperficie de concreto en

tiempos comparativamente peque-os. &e da cuando la forma no esta bien estudiada y se producen zonas de baja presión. La resistencia es proporcionada por la pasta de cemento.

;. "#$'EL)"1#$ "on temperaturas menores de 4


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concreto.

55. )'(E&1#$ )201E$%)L 6uera de la agresión química al concreto y al acero, que sedescriben en los

ítem 5!, 58 y 5F, eisten formas de agresión medio ambiental que afectan al concreto,especialmente a la superficie, por influencia de los microclimas, a vecesa pocos centímetros de la superficie del concreto. 0*sicamente distinguimos dosmecanismosC depósitos de polvo sobre superficies en lugares con poca lluvia, ydepósitos de cultivos biológicos en superficies 9medas del concreto.5!. "#$%)"%# "#$ &UEL#& )'(E&1#& &iendo el suelo un medio potencialmenteagresivo es fundamental investigar su agresividad en el proyecto de cimentaciones, t9neles,muros, etc., tanto como suelo propio como suelo de pr+stamo.

58. )%)>UE& >U121"#& Eiste diversidad de modalidades pero con algunascaracterísticas comunes, como la necesaria posibilidad de un mecanismo de transporte demol+culas y de iones de la sustancia agresiva a la agredida, u que la agresión se activaconsiderablemente al aumentar la temperatura.58.5 )%)>UE& P#( )"1/#& &iendo el concreto químicamente b*sico, con un p3 delorden de 58, pueden ser atacado por medios *cidos con p3 menor de G, los cuales reaccionan con elidróido de calcio de la pasta produci+ndose compuestos de calcio solubles en agua."omo la pasta de cemento est* b*sicamente constituida porsílice y cal, la pasta es atacable incluso por *cidos d+biles.Entre los elementos que atacan al concreto podemos mencionar el *cidosulf9rico, el nítrico, el sulfuroso, clorídrico, aguas de minas, industrias, o fuentesminerales que puedan contener o formar *cidos, las turbas que puedan producir *cidosulf9rico, y *cidos org*nicos de origen industrial.Un tipo especial de reacción *cida es la carbonatación producida por la introducción del "#! de la atmósfera en la estructura porosa delc4oncreto,originando el descenso del p3, el proceso es m*s intenso cuanto mayor es la permeabilidady por tanto la durabilidad.58.! )%)>UE& P#( 0)&E& Las bases como el idróido de sodio o soda c*ustica y elidróido deamonio o amoniaco, si penetran en el concreto y se concentran en una zona determinada producen da-o físico por cristalización y epansión a partir de la reacción entre elidróido y el bióido de carbono proveniente del aire.

58.8 )%)>UE& P#( &)LE& Las sales son compuestos químicos derivados de *cidos o bases, formadas de la reacción entre ellos, usualmente solubles en agua. Los cloruros ynitratos de amonio, magnesio, aluminio, y ierro atacan alconcreto, siendo el mas peligroso el de amonio. Por su importancia la acción de los sulfatosde calcio, sodio o magnesio deben ser tratados independientemente.58.: (E)""1#$ "#$ ")%1#$E& Podemos reacción *lcaliH *rido Atratado mas adelantecomo reacción alcaliHsiliceB y amonio, que produce una agresión que puede conducir a trav+s de una reacción


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con el cemento idratado, a la desintegración del concreto.

5:. /E'()/)"1#$ /EL "#$"(E%# /E "E2E$%# )LU21$# &e a notado en

Europa estructuras de este tipo que an perdido resistencia,dependiendo de la relación aDc y de la temperatura de curado, e incremento de porosidad.

5F. )%)>UE& >U121"#& ) L) )(2)/U() 5F.5 "#((#&1#$ /EL )"E(# /E(E6UE(I# El concreto debido a su alta alcalinidad, baja permeabilidad y surelativamentealta resistividad el+ctrica tiene entre otras funciones, la de proteger de la corrosión a loselementos met*licos embebidos en +l. En condiciones normales al acero no se corroe dentrodel concreto, debido aque el oigeno reacciona con el acero formando una fina capa de oido sobre la armadura,en un proceso llamado pasivación, que lo protege de cualquiercorrosión posterior y debido a que el recubrimiento denso, de poca porosidad y de espesorsuficiente impide la acción de los agentes agresivos al reducir la carbonatación.Esta corrosión se produce por un proceso electroquimico generado internamente o poralguna fuente eterna de electricidad, siendo la presencia delion cloro la causa principal de la corrosión del acero de refuerzo. La sección transversal delacero se reduce pudiendo presentarse en el tiempo adem*s problemas estructurales debido ala perdida de aderencia, poragrietamiento de este o la reducción en la sección transversal de aquel.

5F.! "#((#&1#$ 0)J# %E$&1#$ E$ )(2)/U()& /E P(E%E$&)/# Lasarmaduras de pretensado eperimentan tambi+n la forma de corrosión epuesta en 5F.5adem*s de ello, pueden presentar roturas de tipo fr*gil cuandose emplean determinados tipos de acero y procesos de fabricación.57. )%)>UE& P#( )L%)& %E2PE()%U()& &e da cuando al concreto se le somete atemperaturas mayores que lasnormales, como su utilización para cimeneas conductos de gas caliente, pantallas contraradiación, o fuego accidental por un incendio. Los efectos sobre el material concretoCdisminución de resistencia,alargamientode longitud original, considerable epansión permanente, disminución del modulo deelasticidad y dureza, descomposición del agregadocon liberación de cal libre, descascaramiento superficial todo ello con posible epansión yfisuramiento y desprendimiento de trozos de concreto. &obre el acero produce tambi+ndisminución de resistencia, de aderencia, y efectos sobre lasdeformaciones. &e sabe que el espesor del recubrimiento es esencial para la resistencia alataquetratado, adem*s que el concreto va cambiando de color conforme la temperatura a la que seepone, yendo de gris natural, a rosa cuando alcanza mas de 844


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alcanza mas de ;44 UE& >U121"#& ) L) )(2)/U() isto anteriormenteen el ítem 5F.

5K.! "#((#&1#$ /E 2)%E(1)LE& E20E01/#& El acero presforzado podríacorroerse en id+nticas circunstancias que el acero ordinario.El aluminio embebido podría corroerse y agrietar el concreto, y la posibilidad es mayor si ambos metales est*n en contacto aun el aluminio con el concretofresco aumente la posibilidad de corrosión al presentarse el idrogeno. El plomo con elconcreto 9medo puede ser atacado por el idróido decalcio y ser destruido al poco tiempo. El cobre es atacado por el concreto y presentacorrosión si esta presente elamoniaco o peque-as cantidades de nitratos. El zinc reacciona con los materiales alcalinosdel concreto pudi+ndose producirse corrosión, especialmente si el acero es sin galvanizar. Los aceros inoidables pueden producir agrietamientos debido a la corrosión, especialmente si la temperatura esmayor a 74


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volverse *cidas debido a la formación de *cido carbónico, derivado del bióido de carbonocontenido en la altmosfera, transform*ndose en corrosivo al concreto,especialmente si este es pobre o permeable. Las aguas naturales provenientes de zonasminerales pueden tener un altocontenido de *cido carbónico agresivo para el concreto.

5;.8 )'U) /E P)$%)$# Pueden contener elementos tales como *cido carbónico, oumico, sulfatos solubles, *cido sulf9rico libre, o combinación de estos. La acción delsulf9rico ycarbónico ya se menciono en líneas anteriores. El *cido umico, producido por ladescomposición vegetal ataca la superficie del concreto al formarse umato de calcio.

5;.: )'U) /E 2)( Lo trataremos brevemente al estar ampliamente desarrollando eltema, en otros artículos, y ser mas conocido el problema. Las sales contenidas en ella secristalizan, favoreciendo la corrosión yepansión del acero de refuerzo y del concreto adyacente, se producen tambi+n accióndestructiva de los organismos marinos, formación epansiva desulfoaluminatos y su posterior descomposición. Los procesos sucesivos de umedecimientoy secado con renovación del medio agresivo, multiplican los problemas descritos.

5;.F )'U) /E /E&)'?Eisto en el ítem 54.5

!4. )%)>UE&P#( ')&E&!4.5 )$31/(1/# ")(0#$1"# La concentración adecuada de bióido de carbono oanídrido carbónico, lograra una superficie blanda y purulenta, no pudiendo ser reparado por un posterior curado o tratamiento.!4.! )$31/(1/# &UL6U(# Producto de la combustión del petróleo o carbón, alcombinarse con el agua forma el *cido sulfuroso, el cual reacciona gradualmente con eloigeno del aire para formar *cido sulf9rico, ambos *cidos corroen el concreto.!4.8 #%(#& ')&E& Los gases industriales disueltos en agua pueden producir *cidos pueden corroer al concreto, dependiendo de la concentración.

!5. )%)>UE& P#( &UL6)%#& El sulfato de sodio reacciona con el aluminato de calcioidratado para producir etringita con aumento de volumen, y con el idróido de calcio para producir yesocuyo volumen es el doble de los sólidos iniciales.El sulfato de magnesio es aun m*s agresivo que el sulfato de sodio o de potasio, que producen al igual que el sulfato de sodio gran aumento de volumen, epansión yagrietamiento del concreto.

!!. )%)>UE& P#( &U&%)$"1)& #(')$1")& El *cido ac+tico Apresente en elvinagreB, el l*ctico Aen lece agriaB y el butirico Aen grasas agriasB atacan con una severidadque depende de la concentración y temperatura.


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El *cido t*nico y los fenoles son medianamente corrosivos. Los *cidos palmitico, estearicoy oleico, presente en aceites y grasas, tienen acción corrosivasobre el concreto. Los aceites vegetales, y aceites animales rancios son corrosivos, los de pescado aun m*s corrosivos. La glicerina, lassoluciones azucaradas degradan gradualmente al concreto, al igual que creosota, el creso y

el fenol.!8. )%)>UE& P#( )""1#$ /EL )'(E')/#!8.5 (E)""1#$ )L")L1H &1L1"E &e produce cuando ay contenidos de óidos de sodioy potasio mayores de4.7= en peso del cemento y los agregados contienen alguna forma reactiva de sílice, que alreaccionar con los *lcalis del cemento, produci+ndose grandes presiones en los poros delconcreto, que se traducen en epansiones ecesivas enel mismo. Los materiales potencialmente reactivos son el ópalo, la calcedonia, algunoscuarzos, la riolita, la dacita, la latita, vidrios andesiticos y otros algunos que podrían tenerestas características son el ornsteno, las calizas y dolomitas silicosas, riolitas, dacitas,andesitas, esquistos y pizarras silicosas, y las filitas.

!8.! (E)""1#$ "E2E$%#H )'(E')/# &e producen epansiones ecesivas,acompa-adas de agrietamientos importantes en concretos preparados con agregadosgruesos de peque-o tama-o y altamente silicosos, a los que se conoce como arenososHgravososM y que presentan feldespatos y granitos de grano grueso como constituyentes importantes.Los concretos afectados por esta reacción suelen contener partículas reactivas con los*lcalis, present*ndose gel similar al allado en la reacción *lcaliHsílice, aun cuando no ay correlación entre la etensión del agrietamiento y el contenido de*lcalis del cemento.!8.8 (E)""1#$ )L")L1H )'(E')/#& ")(0#$)%)/#& &e manifiesta como unaepansión ecesiva y fisuramiento en concretos reci+n colocados en los que se abíaempleado agregado grueso proveniente derocas dolomiticas carbonatadas, apreci*ndose que la epansión se incrementa con elcontenido de *lcalis del cemento.En general estas rocas est*n en el grupo de las calizas dolomiticas en las que el F4= al ;4=de los carbonatos es calcita mineral, y contiene arcilla, y la matriz es de granoetremadamente fino.

!8.: )'(E')/#& "#$%)21$)/#& El carbón presente en el agregado puede contenercompuestos de azufre que por oidación pueden dar ataques por sulfatos. La al9minamineral por contener productos de oidación puede dar lugar aepansión, agrietamiento y alabeo del concreto, efecto similar puede darse en agregadoscon sulfatos solubles.La cal y dolomita anidras presentes en el agregado reaccionan con el aguaen el concreto no endurecido y con el bióido de carbono de aire, formando idróidos ycarbonatos, con epansión que origina petardeo de la superficie del concreto.

!:. )%)>UE P#( ()/1)"1#$E& &e emplea en estos casos pantallas de concreto de altadensidad, mediante el


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uso de agregados pesados, sin embargo su desventaja es su baja conductividad t+rmica queimpide la eliminación de calor generado por el bombardeo. &e produce perdida de agua, aligual que otros procesos producidos por elcalentamiento, lo que da lugar a cambios en las propiedades mec*nicas del concreto, con la perdida significativa de la resistencia, modulo de elasticidad, peso, resistencia por

aderencia y coeficiente de epansión t+rmica del concretoadem*s se produce perdida en las propiedades mec*nicas de la armadura.

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