Estudio del comportamiento mecánico de elementos de hormigón reparados con morteros de reparación

Abstract

El deterioro de las estructuras de hormigón armado con anterioridad a la vida útil para la que han sido proyectadas, es un problema habitual en edificación. El origen de ese deterioro obedece a diferentes factores, desde la agresividad del medio a las condiciones de utilización y mantenimiento, siendo necesario conocer el origen de los daños para determinar los materiales y métodos de reparación más adecuados, así como asegurar la durabilidad de las reparaciones. El objetivo del presente trabajo es comparar el comportamiento de elementos estructurales sometidos a flexión o a compresión, después de su reparación, mediante la sustitución del hormigón deteriorado por mortero de reparación de cemento Portland o mortero modificado con polímeros. En primer lugar, se han fabricado probetas cúbicas con distintas proporciones hormigón-mortero de reparación para su ensayo a compresión y con los materiales dispuestos tanto en serie como en paralelo. Por otro lado, se han reparado y ensayado a flexión vigas de hormigón armado, con distintas cuantías y tipos de acero, previamente ensayadas a flexión hasta la rotura. Del análisis de los resultados se puede concluir que los sistemas mixtos hormigón-mortero modificado con polímeros sometidos a compresión, resisten mayores cargas que con el mortero de reparación de cemento Portland, aunque en ningún caso son capaces de restaurar la capacidad de carga del hormigón. En elementos sometidos a flexión, las vigas reparadas son capaces de alcanzar las cargas de rotura de las vigas originales, e incluso mayores. Por tanto, la reparación de estructuras de hormigón deterioradas mediante morteros de reparación, es una buena alternativa, sobre todo en elementos estructurales sometidos a flexión y realizada mediante morteros de cemento Portland. En estructuras sometidas a compresión, es mejor emplear morteros de reparación modificados con polímeros, los cuales aumentan su ductilidad cuando la reparación se sitúa en serie respecto a la carga.

Deterioration of reinforced concrete structures prior to the lifetime for which they have been projected is a common problem in construction. The origin of this deterioration is due to different factors, ranging from the aggressiveness of the environment to the conditions of use and maintenance, making it necessary to know the damage origin in order to determine the more appropriate repair materials, repair methods, as well as to ensure the durability of those repairs. The aim of the present work is to compare the behavior of structural elements subjected to bending or compression after having been repaired, by substituting the deteriorated concrete by Portland cement mortar or mortar modified with polymers. Firstly, cubic specimens were manufactured with different repair concrete-mortar proportions to be tested to compression, with the materials placed both in series and in parallel. In addition, four concrete reinforced beams, which had previously been tested to bending until fracture, were repaired and tested to bending with different amounts and types of steel. From the results analysis, it can be concluded that mixed systems - polymer-modified concrete mortar subjected to compression can withstand greater loads than the repair Portland cement mortar, although they are in no case able to restore the load capacity of concrete. In elements subjected to bending, the repaired beams are able to achieve the initial fracture strength of the beams, and support even higher loads. Therefore, repairing deteriorated concrete structures using repair mortars is a good alternative, especially in structural elements subjected to bending, and performed using Portland cement mortars. In structures subject to compression, it is better to use repair mortars modified with polymers which increase the ductility when the repair mortar is located in series regarding the load.