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EVALUACIÓN DE LA DURABILIDAD DE LA ESTRUCTURA DE HORMIGÓN DE LA BIBLIOTECA NACIONAL MARIANO MORENO
A. Benítez(1), B. Jure(1), E. Köber(1), A.Ruiz(1), R. Torrent(2) abenitez@inti.gob.ar
(1) Dirección Técnica de Tecnología del Hormigón y Aglomerantes-SOCeI-GOSI-INTI, (2) Materials Advanced Services SRL (M-A-S), C1425ABV Ciudad de Buenos Aires, Argentina Palabras Clave: hormigón; permeabilidad; carbonatación; recubrimiento; armaduras
INTRODUCCIÓN
La Biblioteca Nacional Mariano Moreno (BNMM), obra emblemática de Clorindo Testa, Francisco Bullrich y Alicia Cazzaniga, de diseño “Brutalista”, construida entre 1968 y 1992, constituye un patrimonio arquitectónico del país y fue declarada Monumento Histórico Nacional.
A solicitud de la dirección de la BNMM y con el objeto de elaborar un plan de mantenimiento y reparación para prevenir su deterioro, el área de Tecnología del Hormigón y Aglomerantes, del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), realizó una evaluación de la estructura.
En el presente trabajo se describe la utilización de técnicas no destructivas in situ. Adicionalmente, se tomó una mínima cantidad de testigos en puntos no comprometidos de la estructura para estimar la calidad del hormigón de la época. Las conclusiones de los estudios permiten estimar el riesgo de corrosión de las armaduras, debida a carbonatación.
OBJETIVOS
Caracterizar el hormigón utilizado, evaluar el estado general de la estructura principal y el riesgo de corrosión de las armaduras, debida a carbonatación.
DESARROLLO
Se planificó una serie de verificaciones in situ y en laboratorio, priorizando la intervención mínima de la estructura. (Figuras 1 a 6). En la Tabla 1 se detallan los trabajos realizados.
RESULTADOS
En la Tabla 2, se observa el kT5 “coeficiente de permeabilidad al aire compensado”, para una humedad superficial del hormigón del 5%[1] y los coeficientes de carbonatación Kc “esperados”[2].
Los valores de densidad seca están en un rango entre 2070 y 2270 kg/m3, la absorción entre 4,8 y 7,2 %, el agregado es canto rodado de tamaño máximo 19 mm.
Los espesores de recubrimiento y pH estimados pueden observarse en la Tabla 4.
Tabla 1. Descripción de los ensayos realizados.
Ensayo
Determinación del coeficiente de permeabilidad al aire (kT) según norma IRAM 1892 in situ.
Determinación de espesor de recubrimiento del hormigón in situ. Determinación de pH en coincidencia con los puntos de medición de kT. Extracción de muestras in situ. Extracción de testigos in situ Observación visual de los testigos para identificar agregados y homogeneidad en laboratorio Determinación del perfil de carbonatación, relación cemento:agregado, contenido unitario de cemento, densidad y resistencia a compresión de los testigos en laboratorio (ver Tabla 3).
Figura 1. kT 1-6: Columna sobre Av Libertador.
Estimación del espesor de recubrimiento y pH
Figura 2. kT 7-10: Barandas sobre calle Agüero
Figura 3. kT 11-16: Columna Av. Las Heras Austria. Estimación del espesor de recubrimiento y
pH
Figura 4. kT 17-22: Bajo puente peatonal Agüero. Medición del espesor de
recubrimiento y pH
Figura 5. Determinación kT 21
Figura 6. Determinaciones kT 23-27: Alero Piso 5°. Av. Libertador y Agüero
La constante de carbonatación natural fue calculada para los testigos T1 a T6 y los resultados se observan en la Tabla 5.
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-No Comercial-Sin Derivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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Tabla 2: Permeabilidad al
carbonatación “esperado”
Sector
Rango de kT5 [1]
[10-16 m2]
Figura 1
0,0570,850
aire y coeficiente de
Penetrab. Moderada
Rango de Kc esp.
[mm/año½]
2,6-3,4
Figura 2
1,46-14,0
Alta
3,7-4,2
Figura 3 Figura 4
0,0370,853
0,154-3,81 0,069
78,8-87,9 1,66
Moderada
Moderada Moderada Muy Alta Moderada
3,1-3,8
2,9-4,1 3,4 4,8 4,3
Figura 6
0,020-2,10 Moderada 2,5-4,2
Alero 5° P - Las Heras y Agüero
Base tanque terraza
0,0592,146
0,035-3,62
Moderada Moderada
2,5-3,9 2,4-4,3
Tabla 3: Testigos de hormigón
Lugar de
extrac.
Res. Comp. [MPa]
Agl: Agr
CUC [kg/m3]
XCO2 [mm]
22,0
1 : 5,8
300
21
T1-T2
8,6
--
--
23
T3
37,6
1 : 6,3
286
11
T4
34,4
--
--
15
T5
--
1 : 5,8
287
7
T6
--
--
--
22
T1-T2: Vigas barandas PB calle Agüero / T3: Tabique curvo entrada Av. Las Heras / T4: Zona puente peatonal calle Austria / T5: Viga circular escalera calle Austria / T6: Zona bajo puente peatonal a calle Austria
Tabla 4: Espesores de recubrimiento y pH medido.
Determinac. Esp.rec. Tipo de
kT
[mm] medición
Prof. [mm]
pH
AU 11 a 16 ≈50 a ≈25
Indirecta
0 - 20 12,5 20 - 40 12,5
0 – 10 11,9
L 1 a 6 ≈30 a ≈52 Indirecta 10 - 20 12,2
20 - 40 12,5
AG 20
17,5 / ≈16
Directa / Indirecta
0 - 20 12,4 20 - 40 12,5
AU 11 a 16: Columna Av. Las Heras y Austria / L 1 a 6:
Columna Av. Libertador y Agüero / AG 20: Base puente
peatonal Agüero
Tabla 5. Constante de carbonatación natural (KN)
Testigo
Prof. de carb.
XCO2 [mm]
KN (1968) desde
1968 [mm/a0,5)
KN (1990) desde
1990 [mm/a0,5]
T1
21
2,8
3,7
T2
23
3,1
4,1
T3
11
1,5
1,9
T4
15
2,0
2,6
T5
7
0,9
1,2
T6
22
3,0
3,9
Muestra L
10
1,4
1,8
La constante de carbonatación se calculó, teniendo en
cuenta el período de vida de servicio, entre 53 y 31 años.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Las zonas de las cuales se extrajeron los testigos ensayados no tendrían compromiso
estructural relevante y pueden ser reemplazadas o reparadas en forma independiente sin afectar a la estructura principal.
Los contenidos de cemento y los valores de densidad corresponden a los niveles habituales para los hormigones de peso normal, de acuerdo con el Reglamento CIRSOC 201:2005.
Los resultados de resistencia a compresión de los testigos ensayados resultarían compatibles con hormigones utilizados en el período de construcción. El Testigo T2 sería una excepción dado que se tomó de una baranda sobre el puente peatonal de la calle Agüero, cuyo deterioro a simple vista es importante y las mediciones de kT elevadas, coincidiendo con la lixiviación avanzada debajo del mismo (Figura 10). Se recomienda realizar un análisis del estado de la corrosión de las armaduras.
Las determinaciones de permeabilidad al aire (kT) no coinciden con los puntos de extracción de testigos por restricciones establecidas por el solicitante. Para analizar el grado de carbonatación de algunos puntos críticos de la estructura se determinó el valor pH.
Si bien las determinaciones de kT, en la parte superior de los aleros en 5° piso, indican una penetrabilidad moderada, hay que considerar que el espesor de recubrimiento inferior sería escaso y, sumado a las condiciones de exposición a los vientos del río, habría provocado el desprendimiento mayoritario del mismo, dejando expuestas las armaduras con corrosión avanzada a simple vista (Figuras 89). El resto de los aleros sobre las calles Austria, Agüero y Av. Las Heras, no presentan daños.
Los valores de KN (obtenidos de mediciones directas de profundidad de carbonatación) y de Kc (“esperados” en función de los valores de kT5 registrados) no superan los límites descriptos en la norma EN 206:2013+A1, por lo que se puede inferir que la carbonatación no sería significativa excepto para los testigos T1, T2 y T6 que no son representativos de la estructura principal.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Bueno, V., Nakarai, K., Nguyen, M.H., Torrent, R.J., Ujike, I. “Effect of surface moisture on airpermeability kT and its correction”. Materials and Structures (2021) 54:89. [2] Neves, R., Torrent, R. and Imamoto, K., "Residual service life of carbonated structures based on site non-destructive tests", Cement and Concrete Research 109 (2018) 10–18.
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-No Comercial-Sin Derivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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