Deterioro del hormigon de tableros de puentes frente al hielo-deshielo con y sin sales fundentes procedentes de la carretera

• Autores: Álvaro Navareño Rojo, Jorge Ley Urzaiz, María Cruz Alonso Alonso, José Luis García Calvo, Gonzalo Arias Hofman
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 71-72
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Concrete damage on bridge decks from freeze–thaw with or without deicing salt from roads
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• Resumen
  • español

    En algunos puentes de la RCE de climatología muy adversa, se observa degradación del hormigón (Fig. 1) asociada a las bajas temperaturas, detectándose también presencia de cloruros, fundamentalmente en zonas de entrada de agua: bordes de losa, vigas de borde, cargaderos y estribos, con daños de gran intensidad. En particular podemos destacar la carretera N-630 en la vertiente sur del puerto de Pajares. Esto hace pensar que estos daños van ligados a la entrada de agua desde la carretera conteniendo sales asociadas a la vialidad invernal.

    Este estudio trata de reproducir a escala de laboratorio los procesos generados en el hormigón de tableros de puentes que están expuestos durante su vida en servicio a cambios drásticos de temperatura (fenómenos de hielo y deshielo) y a sales de deshielo, evaluando las diferentes tipologías de daño que se pueden ocasionar en el seno de estos hormigones.

    Para ello se ha desarrollado una mezcla tipo de hormigón, similar a las empleadas hace más de 20 años en estos tableros, y se ha sometido a ensayos acelerados con y sin sales de deshielo. Las principales tareas del estudio han sido:

    1- Reproducción acelerada del daño asociado a ciclos de hielo/deshielo, con y sin contacto con sales de deshielo, sometiendo probetas de hormigón a ciclos agresivos de hielo/deshielo (H/D), empleando una temperatura máxima de +20ºC y una mínima de -20ºC.

    2- Estudio detallado y progresivo del daño asociado a ciclos de hielo/deshielo, con y sin adición de sales de deshielo, sometiendo probetas de hormigón a ciclos menos agresivos H/D, empleando una temperatura máxima de +20ºC y una Tª mínima de -14ºC.

    Las temperaturas definidas, así como el contenido en sales de deshielo, se corresponden con las indicaciones definidas en la norma CEN/TS 12390-9.

    Los resultados más relevantes indican que la temperatura mínima de ciclos de H/D puede influir significativamente en la magnitud del deterioro, aunque los fenómenos generados son equivalentes. Cuando se emplean sales de deshielo, el deterioro ocasionado en el hormigón se ve acelerado, existiendo un efecto físico generado por los gradientes de contenido en agua en el seno del hormigón, que se incrementa por la presencia de sales y que provoca diferencias de tensiones que producen pérdida de masa. Además, existe un fenómeno químico de formación de sales de distinta composición, generadas por la interacción de las sales de deshielo con los compuestos hidratados del cemento, que favorece también la microfisuración del material.

  • English

    Severe damages are observed in some bridges of the Spanish national road network (RCE) with adverse weather (Fig. 1). These strong damages are related to the existing low temperatures but the presence of chlorides is also detected, mainly in water inlet areas as slab edges, edge beams, main beams and abutments. In this sense, the road N-630, located in the southern face of the “Puerto de Pajares”, shows good examples of these types of damages that can be related to the water inlet from the road, also containing deicing salts associated to the winter road maintenance.

    The present study tries to reproduce in a laboratory scale, the processes taking place in the bridge deck concretes that are exposed to severe temperature changes (freeze-thaw cycles) and deicing salts during their service life. The different types of damage taking place in the concrete matrix have been evaluated.

    To that end, a model concrete type has been developed, similar to those used in the bridge decks 20-30 years ago, and it has been submitted to accelerated tests, with or without using deicing salts. The study has been divided in two main tasks:

    1- Accelerated reproduction of the damages related to freeze-thaw cycles, with or without using deicing salts, using a maximum temperature of +20ºC and a minimum one of -20ºC.

    2- Detailed and progressive study of the damages related to freeze-thaw cycles, with or without using deicing salts, using less aggressive freeze-thaw cycles, with a maximum temperature of +20ºC and a minimum one of -14ºC.

    The defined parameters, temperatures and deicing salt content, agree with those defined in the CEN/TS 12390-9 standard.

    The main obtained results indicate that the minimum temperature used in the freeze-thaw cycles significantly influences the magnitude of the damage, although the phenomena generated are similar in both cases. Moreover, if deicing salts are used, the damage generated is accelerated, due to different causes:

    - A physical effect promoted by the water content gradient taking place within the concrete matrix (being this gradient higher when deicing salts are used) that causes internal stresses with the subsequent cracking and mass loss.

    - A chemical phenomenon: the formation of salts with different compositions, promoted by the interaction of the deicing salts with the cement hydrates that also favours the cracking of the material