¿Qué es la descamación en pavimentos de hormigón?
Descamación es la pérdida de la superficie superior de una losa de pavimento de hormigón, normalmente de 3 a 13 mm de profundidad. Puede aparecer en cualquier parte de la losa. El manual del Programa de Rendimiento a Largo Plazo de Pavimentos (LTPP) de la FHWA la codifica como deterioro 8b en pavimentos de hormigón con juntas y como 4b en pavimentos de hormigón con armadura continua. El manual PAVER de la FAA para aeródromos de hormigón la codifica como deterioro 70.
La palabra significa lo mismo en una carretera, en un aparcamiento o en un pavimento de aeródromo. El pavimento rígido suele ser de hormigón. PAVER describe la descamación como la delaminación o desintegración de la superficie de la losa hasta la profundidad del defecto.
Aspecto
La descamación deja una superficie áspera y picada. La FHWA describe la descamación por productos descongelantes como una desintegración de la capa más externa de pasta de cemento. Lo que queda es una capa de pasta pulverizada, árido suelto o árido sin pasta. El arado u otros trabajos pueden retirar esta capa suelta. Entonces solo se ve la superficie descamada.
La FHWA añade que la descamación puede ser progresiva, de modo que se pierden nuevas capas de pasta en ciclos posteriores. En muchos casos la descamación queda en la capa más externa durante un invierno y no progresa en los inviernos siguientes.
Causas
El manual PAVER agrupa las causas en tres clases.
- Defectos de construcción: sobreacabado, agua añadida a la superficie durante el acabado, falta de curado y reparaciones superficiales del hormigón fresco con mortero. Suelen afectar a una parte de una losa.
- Defectos de material: aire incorporado insuficiente para el clima. Suelen afectar a varias losas hechas con las mismas tandas de hormigón.
- Factores ambientales: hormigón que se congela mientras todavía es débil, y ciclos térmicos de ciertas aeronaves. La congelación afecta a una zona amplia. Los efectos térmicos afectan a zonas aisladas.
La AC 150/5380-6C de la FAA da las mismas dos causas principales en forma breve. Una superficie debilitada por un curado o un acabado inadecuados y luego expuesta a ciclos de hielo-deshielo puede descamarse. El craquelado (crazing), una red de grietas capilares superficiales, puede llevar a la descamación.
Descamación por productos descongelantes
La FHWA llama descamación por productos descongelantes a una forma de daño por hielo-deshielo que se mantiene en la superficie de la losa. Investigaciones recientes muestran que la capa superficial de pasta se delamina de la losa. La causa es la fuerza de tracción en esa capa. La expansión de la capa de hielo sobre la superficie del hormigón crea esa fuerza. La fuerza es máxima cuando la solución que se congela en la superficie contiene alrededor de un 3 % de sal. El tipo de sal no importa.
Una pasta con aire incorporado bien logrado resiste la descamación por productos descongelantes. Por eso la FHWA relaciona la descamación con el acabado:
- Acabar mientras el agua de exudación sigue subiendo puede atrapar agua justo debajo de la superficie. Cuando el agua se congela, puede seguir la descamación o el desconchado.
- Acabar con agua de exudación presente mezcla el agua en la superficie. Esto eleva la relación agua-material cementante en la superficie y da una pasta más débil.
- Trabajar en exceso la superficie elimina el aire incorporado cercano a ella. La FHWA considera esta pérdida de aire una causa frecuente de descamación.
El aire incorporado es una especificación de la mezcla. La AC 150/5370-10H de la FAA, partida P-501, recomienda un contenido de aire mayor a medida que la exposición se vuelve más severa. Para un árido de tamaño máximo de 3/4 de pulgada recomienda 3,5 % para exposición leve, 5,0 % para exposición moderada y 6,0 % para exposición severa. La exposición severa incluye el hormigón que entra en contacto con productos químicos de deshielo. La página sobre el daño por hielo-deshielo explica en detalle el mecanismo de los vacíos de aire.
Cómo distinguir la descamación de deterioros parecidos
| Deterioro | En qué se diferencia de la descamación |
|---|---|
| Agrietamiento en mapa | LTPP 8a. Una serie de grietas que solo se extienden por la superficie superior. La AC 150/5380-6C dice que puede llevar a la descamación. LTPP incluye el agrietamiento típico de la reactividad álcali-sílice. |
| Craquelado (crazing) | Una red de grietas capilares superficiales. PAVER califica la descamación de severidad baja como craquelado, y solo la cuenta si se espera más descamación en 2 a 3 años. |
| Popout | Deterioro 68 de PAVER. Una pieza pequeña, de 25 a 100 mm de ancho y de 13 a 50 mm de profundidad, que se desprende por la acción de hielo-deshielo sobre un árido expansivo. |
| D-cracking | Deterioro 64 de PAVER. Grietas finas paralelas a una junta, con color oscuro alrededor. Puede llevar a la desintegración a 0,3 a 0,6 m de la junta. |
| Desconchado de juntas | Deterioro 74 de PAVER. La rotura del borde de la losa a menos de 2 ft (0,6 m) de la junta. Normalmente no atraviesa la losa y se une a la junta en ángulo. |
| Deterioro por productos químicos descongelantes | Una forma reciente de daño que describe la FHWA. Empieza y se extiende en las juntas. Suele mostrarse primero como un oscurecimiento del hormigón junto a la junta. |
Severidad en PAVER
| Severidad | Lo que ve el inspector |
|---|---|
| Baja | Pérdida mínima de pasta superficial. Sin potencial de FOD. |
| Media | Algún potencial de FOD. Fragmentos sueltos de mortero, lados del árido grueso expuestos (menos de 1/4 de su ancho) o árido grueso que se suelta. |
| Alta | Hormigón de baja durabilidad que sigue desprendiendo material. Una capa de mortero superficial es visible en el borde del área descamada, y el barrido rutinario no detiene el FOD. |
PAVER indica que el barrido retira el FOD, pero el hormigón sigue descamándose hasta que se pierde toda la profundidad afectada.
Cómo se cuenta
En un estudio PAVER, el inspector cuenta una losa descamada como una sola losa. Si una losa muestra dos severidades, el inspector cuenta la más alta. Cuando el inspector cuenta agrietamiento tipo D o reacción álcali-sílice en la losa, no se cuenta la descamación. Si un parche está sobre un área descamada, solo se cuenta la descamación. La descamación de severidad baja se cuenta solo si el inspector espera más descamación dentro de 2 a 3 años.
El manual LTPP no asigna severidad a la descamación. Registra el número de ocurrencias y los metros cuadrados afectados.
Cómo se ensaya la resistencia a la descamación
ASTM C672 ensaya la resistencia a la descamación de una superficie de hormigón que se congela y se descongela bajo productos químicos de deshielo. El juicio se hace por examen visual. El manual del curso de la FHWA describe el método:
- El laboratorio cubre la superficie con 6 mm de solución de cloruro cálcico, 4 g en 100 mL de agua.
- Cada ciclo congela la probeta de 16 a 18 horas y después la descongela al aire de 6 a 8 horas.
- Cada cinco ciclos, el laboratorio enjuaga la superficie, la examina y sustituye la solución.
- El ensayo suele durar unos 50 ciclos o más, hasta que puede evaluarse la superficie.
El ensayo muestra el efecto de las proporciones de la mezcla, del tratamiento superficial y del curado sobre la resistencia a la descamación. Para la resistencia general del hormigón al hielo-deshielo, consulte ASTM C666 en la página sobre el daño por hielo-deshielo.
Cómo prevenir la descamación
La FHWA da esta orientación para pavimentos de hormigón con juntas.
- Sistema de vacíos de aire. Añada un agente incorporador de aire que cree un sistema protector de vacíos. Para exposición a descongelantes, la FHWA cita al ACI con un 6 ± 1,5 % de aire total y una relación a/mc inferior a 0,45.
- Mezcla. Use un contenido mínimo de cemento de 335 kg/m³ y una relación a/c de 0,45 o menos. La partida P-501 de la FAA fija una relación agua-material cementante entre 0,38 y 0,45.
- Acabado. Acabe después de que el agua de exudación haya subido y se haya disipado. No trabaje la superficie en exceso.
- Curado. Cure bien el hormigón. Lo ideal sería curarlo 28 días y después secarlo otros 28 días antes de que se congele. Con ceniza volante o cemento de escoria, la FHWA sugiere 56 días de curado.
- Descongelantes. Prevea un periodo mínimo de secado de 30 días después del curado, antes de que los descongelantes toquen la superficie. Use los descongelantes con moderación en el hormigón joven, sobre todo en el primer año.
- Selladores. Los selladores de penetración, como el silano y el siloxano, ayudan a reducir la entrada de agua, si se aplican correctamente.
- Juntas. Un sellado de juntas en buen estado mantiene fuera de la losa el agua y la solución descongelante. Un sellado dañado deja entrar la solución y aumenta la saturación del hormigón en la junta.
La partida P-501 fija además un periodo de curado de 7 días para el hormigón de aeródromo.
Reparación y tratamiento
La elección depende de la profundidad del daño. La orientación de la FHWA para deterioros relacionados con los materiales da estas opciones.
- Rectificado con diamante. Elimina una capa fina de hormigón. La descamación superficial es un buen candidato. El rectificado solo gana tiempo, porque no atiende a la causa y la nueva superficie se deteriorará. No lo use para daños más profundos.
- Reparación de profundidad parcial. La descamación y el deterioro por descongelantes son candidatos cuando el daño se queda en el tercio superior de la losa. No se recomienda para daños que lleguen más abajo.
- Sellador superficial. Para la descamación por sal, la FHWA sugiere rectificar y después aplicar un sellador superficial. Un sellador también trata el deterioro extendido.
- Reparación de profundidad total, recrecido o sustitución de la losa. La FHWA las enumera, junto con la reparación de profundidad parcial y el rectificado, como posibles opciones de rehabilitación para la descamación por descongelantes.
La AC 150/5380-6C de la FAA dice que una reparación de hormigón de menos de 2 in (5 cm) suele deteriorarse rápidamente en un pavimento de aeródromo. El barrido retira el FOD del hormigón descamado, pero no detiene la descamación.
En el aeródromo
La descamación importa en un aeródromo porque el material suelto es FOD. Por eso PAVER califica cada severidad según su potencial de FOD. El Anexo 14 de OACI, volumen I, párrafo 10.2.1, exige a los aeródromos inspeccionar y vigilar las superficies del área de movimiento. Las superficies se comprueban como parte de un programa de mantenimiento que evita y elimina el FOD.
La descamación también forma parte del inventario de deterioros en el que se basa el Índice de Condición del Pavimento (PCI) según ASTM D5340. La AC 150/5380-6C de la FAA dice que ASTM D5340 determina el PCI. TarmacView planifica vuelos de estudio del pavimento y captura hoy las fotografías. La detección de grietas y la clasificación ASTM D5340 están en desarrollo y se ofrecen como acceso anticipado.
Preguntas Frecuentes
- ¿Qué es la descamación en un pavimento de hormigón?
- La descamación es la pérdida de la superficie superior de una losa de hormigón. El manual del Programa de Rendimiento a Largo Plazo de Pavimentos (LTPP) de la FHWA fija la profundidad en normalmente de 3 a 13 mm. Puede aparecer en cualquier parte del pavimento. El manual PAVER de la FAA la clasifica como deterioro 70.
- ¿Qué causa la descamación?
- Los defectos de construcción, los defectos de los materiales y el clima causan la descamación. El manual PAVER menciona el sobreacabado, el agua añadida a la superficie durante el acabado, la falta de curado y un aire incorporado insuficiente para el clima. El hormigón que se congela mientras todavía es débil también se descama.
- ¿Qué es la descamación por productos descongelantes?
- La descamación por productos descongelantes es una forma de daño por hielo-deshielo que se mantiene en la superficie de la losa. La FHWA explica que la capa de hielo de la superficie se expande y arranca la capa superior de pasta de la losa. La fuerza del hielo es máxima cuando la solución contiene alrededor de un 3 % de sal.
- ¿Cómo se califica la descamación en un estudio de pavimento?
- El manual PAVER califica la descamación como baja, media o alta según el potencial de FOD. La severidad baja es una pérdida mínima de pasta superficial sin potencial de FOD. La severidad alta es hormigón de baja durabilidad que sigue desprendiendo material, y el barrido no detiene el FOD. El manual LTPP no da niveles de severidad.
- ¿Es la descamación un peligro de FOD?
- Sí, cuando la superficie desprende material suelto. PAVER califica la descamación de severidad baja como sin potencial de FOD, y la de severidad media como con algún potencial de FOD. La descamación de severidad alta es un peligro continuo de FOD que el barrido rutinario no controla.
- ¿Cómo se repara el hormigón descamado?
- El método depende de la profundidad del daño. La FHWA dice que el rectificado con diamante es adecuado para la descamación superficial, y la reparación de profundidad parcial para daños en el tercio superior de la losa. Los daños más profundos necesitan una reparación de profundidad total, un recrecido o la sustitución de la losa. Estas reparaciones no eliminan la causa, así que la nueva superficie puede volver a descamarse.
- ¿Cómo se previene la descamación en el pavimento de hormigón?
- Use hormigón con aire incorporado, con una relación agua-material cementante baja, y acábelo y cúrelo correctamente. La FHWA indica un contenido mínimo de cemento de 335 kg/m3 y una relación agua-material cementante de 0,45 o menos. También aconseja un periodo mínimo de secado de 30 días después del curado, antes de que los descongelantes toquen la superficie.
- ¿En qué se diferencia la descamación de un popout o del agrietamiento en D?
- La descamación afecta a un área continua de la superficie. Un popout es una sola pieza pequeña, de 25 a 100 mm de ancho y de 13 a 50 mm de profundidad, que se desprende de la superficie. El agrietamiento en D (D-cracking) es un patrón de grietas finas paralelo a una junta. Puede llevar a la desintegración a 0,3 a 0,6 m de la junta.
Referencias
- faa-paver-concrete
- Concrete Surfaced Airfields, PAVER Distress Identification Manual US Army Engineer Research and Development Center (ERDC-CERL), for the US Air Force, June 2009
- fhwa-ltpp-dim
- Distress Identification Manual for the Long-Term Pavement Performance Program (FHWA-HRT-13-092, revised May 2014) Federal Highway Administration
- fhwa-hif-15-018
- Materials-Related Distress: Hardened Cement Paste, Best Practices for Jointed Concrete Pavements (FHWA-HIF-15-018) Federal Highway Administration, Tech Brief, June 2015
- fhwa-hif-17-008
- Chemical Deicers and Concrete Pavement: Impacts and Mitigation (FHWA-HIF-17-008) Federal Highway Administration, Tech Brief, March 2018
- fhwa-rd-01-163
- Guidelines for Detection, Analysis, and Treatment of Materials-Related Distress in Concrete Pavements, Chapter 3 (FHWA-RD-01-163) Federal Highway Administration, March 2002 (archived)
- fhwa-hmec-module-g
- Testing Hardened Concrete, Participant Workbook, Laboratory Manual (Module G) FHWA, Highway Materials Engineering Course
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
Esta es una entrada de referencia. TarmacView proporciona servicios de inspección con drones y no vende los equipos ni materiales descritos en este glosario.
