Por qué se producen grietas en el hormigón

Las grietas en el hormigón son extremadamente comunes pero a menudo son mal entendidas. Cuando un propietario ve una grieta en su losa o pared, especialmente si el hormigón es relativamente nuevo, automáticamente asume que hay algo mal. Pero no siempre es así. Algunos tipos de grietas son inevitables. Lo mejor que puede hacer un contratista es intentar controlar las grietas. Esto se hace preparando adecuadamente la subbase, asegurándose de que el hormigón no esté demasiado húmedo, utilizando refuerzos cuando sea necesario y colocando y espaciando adecuadamente las juntas de control de fisuras y las juntas de dilatación. Sin embargo, a veces se producen grietas a pesar de las precauciones tomadas.
El Instituto Americano del Hormigón aborda esta cuestión en la norma ACI 302.1-04. «Incluso con los mejores diseños de suelos y una construcción adecuada, no es realista esperar suelos libres de grietas y rizos. En consecuencia, tanto el diseñador como el contratista deben advertir a todos los propietarios de que es normal esperar que se produzcan algunas grietas y ondulaciones en cada proyecto, y que esta situación no refleja necesariamente la adecuación del diseño del suelo ni la calidad de su construcción (Ytterberg1987; Campbell et al. 1976)».

Diagnóstico de 6 tipos de grietas en el hormigón

Fisuras por contracción plástica
Probablemente la razón más común para las grietas tempranas en el hormigón es la contracción plástica. Cuando el hormigón está todavía en su estado plástico (antes de endurecerse), está lleno de agua. Esta agua ocupa espacio y hace que la losa tenga un tamaño determinado. A medida que la losa pierde humedad durante el curado, se hace un poco más pequeña. Como el hormigón es un material muy rígido, este encogimiento crea tensiones en la losa de hormigón. A medida que el hormigón se encoge, se arrastra por su subbase granular. Este impedimento a su libre movimiento crea una tensión que puede literalmente separar la losa. Cuando la tensión es demasiado grande para el hormigón ya endurecido, la losa se agrieta para aliviar la tensión. Especialmente en climas cálidos, las grietas por contracción pueden ocurrir tan pronto como unas horas después de que la losa haya sido vertida y terminada.
A menudo, las grietas de contracción plástica son sólo un pelo de ancho y son apenas visibles. Sin embargo, aunque una grieta sea delgada, se extiende por todo el espesor de la losa. No está sólo en la superficie como uno podría pensar.
Un factor que contribuye significativamente a la contracción es mezclar el hormigón demasiado húmedo. Si se introduce un exceso de agua en la mezcla, la losa se encogerá más que si se utiliza la cantidad correcta de agua de mezcla. Esto se debe a que el agua adicional ocupa más espacio, separando más los ingredientes sólidos de la mezcla. Es similar a diluir demasiado una jarra de Mi-Wadi. Al hacerlo, se crea una solución más débil. Cuando el exceso de agua sale de la losa, las partículas sólidas tienen mayores vacíos entre ellas. Estos espacios vacíos hacen que el hormigón sea más débil y más propenso a agrietarse. Desgraciadamente, el hormigón más húmedo es más fácil de colocar y terminar, especialmente cuando hace calor. Esta es una de las razones por las que muchas empresas de acabado del hormigón añaden agua a los camiones hormigonera: les facilita el trabajo. Unos pocos litros por metro cúbico no afectarán significativamente a la mezcla. Sin embargo, si se añade una cantidad excesiva de agua, se puede reducir involuntariamente la resistencia del hormigón.

Las grietas por contracción plástica pueden producirse en cualquier parte de una losa o muro, pero un lugar donde casi siempre se producen es en las esquinas reentrantes. Las esquinas reentrantes son esquinas que apuntan a una losa. Por ejemplo, si se vierte el hormigón alrededor de una columna cuadrada, se crean cuatro esquinas reentrantes. Debido a que el hormigón no puede contraerse alrededor de una esquina, la tensión hará que el hormigón se agriete desde el punto de esa esquina (Ver Figura 1).
Figura 1: Grietas de retracción originadas en esquinas reentrantes
Un objeto redondeado en el centro de una losa crea el mismo problema que una esquina reentrante. Esto es comúnmente evidenciado alrededor de las penetraciones de la losa, tales como tuberías, accesorios de plomería, desagües, y moldes de alcantarilla. El hormigón no puede encogerse más que el objeto alrededor del cual se vierte, y esto provoca una tensión suficiente para agrietar el hormigón (véase la figura 2).
Figura 2: Grieta de contracción en la penetración de la losa
Para combatir las grietas de contracción aleatorias, se incorporan a la losa juntas de control (a menudo denominadas erróneamente juntas de expansión). Las juntas de control son en realidad juntas de contracción porque se abren cuando el hormigón se contrae o se hace más pequeño. Son simplemente ranuras que se introducen en el hormigón fresco, o se serruchan en la losa poco después de que el hormigón alcance su fraguado inicial. Las juntas de control crean un lugar débil en la losa para que, cuando el hormigón se contraiga, se agriete en la junta en lugar de hacerlo de forma aleatoria en la losa (véase la figura 3).
Figura 3: Una junta de control de fisuras exitosa
Para que una junta de control de fisuras sea efectiva, debe ser ¼ de la profundidad de la losa. Es decir, en una losa típica de 100 mm de espesor, las juntas no deberían tener menos de 25 mm de profundidad; una losa de 150 mm de espesor requeriría juntas de 38 mm de profundidad, etc. Para minimizar las posibilidades de que se produzcan grietas aleatorias tempranas, estas juntas deben colocarse lo antes posible tras el vertido del hormigón. Si la junta de control no es lo suficientemente profunda, el hormigón puede agrietarse cerca de ella en lugar de en ella (Ver Figura 4).

Figura 4: Una grieta junto a una junta demasiado superficial
Las juntas de control de fisuración deben colocarse en todas las esquinas reentrantes y penetraciones de la losa, y espaciadas uniformemente en el resto de la losa. Una buena regla general para el hormigón residencial de 100 mm de grosor es colocar las juntas de forma que separen la losa en secciones cuadradas aproximadamente iguales, sin que ninguna junta esté a más de 3 metros de la junta paralela más cercana. Siguiendo estas directrices, un camino peatonal de 1,2 metros de ancho tendría juntas transversales a intervalos de 1,2 metros. Una calzada de 4,8 m x 19,2 m tendría una junta en el centro a lo largo, y las juntas se cortarían cada 2,4 metros. Este patrón crearía dieciséis secciones de 2,4 m x 2,4 m. Si la calzada tiene un metro de ancho o menos, la junta central a lo largo de la misma puede omitirse con seguridad, y las juntas transversales se espacian a la misma distancia que la calzada es ancha (por ejemplo, una calzada de 3 metros de ancho no tendría junta central y tendría juntas transversales cada 3 metros). Si las juntas no se colocan donde es necesario, el hormigón creará sus propias juntas al agrietarse. Es interesante notar que a menudo se agrieta en el mismo patrón en el que debería haber sido unido (Ver Figura 5).

Figura 5: Grietas en la calzada donde deberían haberse colocado las juntas
Grietas de expansión
Otra razón por la que el hormigón se agrieta es la expansión. Cuando hace mucho calor, una losa de hormigón, como cualquier otra cosa, se expande a medida que se calienta. Esto puede causar una gran tensión en una losa. A medida que el hormigón se expande, empuja contra cualquier objeto en su camino, como una pared de ladrillo o una losa de hormigón adyacente. Si ninguno de los dos tiene la capacidad de flexión, la fuerza resultante hará que algo se agriete.
Una junta de dilatación es un punto de separación, o junta de aislamiento, entre dos superficies estáticas. Toda su profundidad se rellena con algún tipo de material compresible, como fibra de celulosa impregnada de alquitrán, espuma de poliéster de célula cerrada o incluso madera (véase la figura 6). Sea cual sea el material comprimible, actúa como un amortiguador que puede «ceder» al comprimirse. Esto alivia la tensión en el hormigón y puede evitar el agrietamiento.

Figura 6: Junta de dilatación de espuma que separa el camino de entrada y el bordillo.
El material de la junta de dilatación también puede evitar que la losa roce con el objeto rígido colindante durante los períodos de movimiento vertical. Durante estos momentos de levantamiento o asentamiento, el material de la junta de dilatación evita que la superficie superior de la losa se pegue a la superficie adyacente y se desprenda (véase la figura 7).
Figura 7: La junta de dilatación entre estas losas habría evitado el desprendimiento
Fisuras causadas por el levantamiento
Otro factor que contribuye al agrietamiento es el movimiento del suelo provocado por los ciclos de hielo/deshielo. Durante estos ciclos, el suelo congelado puede levantarse hasta varios centímetros, y luego asentarse de nuevo cuando el suelo se descongela. Si la losa no se mueve libremente con el suelo, se agrieta. La presencia de grandes raíces de árboles también puede provocar el levantamiento del hormigón. Si un árbol está situado demasiado cerca de una losa de hormigón, las raíces que crecen pueden levantar y agrietar el hormigón (Ver Figura 8).
Figura 8: Las raíces de un árbol levantaron y agrietaron esta acera
Fisuras causadas por el asentamiento
A la inversa, si se elimina un árbol grande de cerca de una losa de hormigón las raíces enterradas se descomponen. El vacío resultante puede hacer que el suelo se asiente y el hormigón se agriete. El asentamiento también se denomina hundimiento.

El hundimiento es muy común sobre las zanjas donde se entierran las líneas de servicios públicos y las tuberías de fontanería. A menudo, la zanja de servicios públicos no está compactada cuando se rellena. Si se coloca hormigón sobre una zanja mal compactada, el vacío creado por el hundimiento puede causar una grieta en la losa de hormigón sin soporte (véase la figura 9).

Figura 9: Grieta a través de la losa de hormigón sin soporte.
Otro lugar donde el hormigón comúnmente se hunde es cerca de una casa. Ya sea que la casa esté construida sobre un sótano o un espacio de arrastre, la sobre excavación es subsecuentemente rellenada. A menos que el material de relleno se compacte en niveles a medida que se rellena la sobreexcavación, se asentará con el tiempo. Este asentamiento hará que el hormigón que se vierta encima se asiente con él. Muchas veces este asentamiento causará que el concreto se agriete y se incline hacia la casa, creando una pendiente negativa (Ver Figura 10).
Fisuras causadas por la sobrecarga de la losa
Otro factor que contribuye al agrietamiento es colocar un peso excesivo sobre la losa. Aunque es un material muy fuerte, el hormigón tiene límites de carga. Cuando usted oye a alguien hablar de 4.000 psi de hormigón, se refieren al hecho de que se necesitaría 4.000 libras por pulgada cuadrada de presión para aplastarlo. Sin embargo, el hormigón residencial rara vez se sobrecarga en lo que respecta a la resistencia a la compresión. Es decir, el peso no suele pulverizar o aplastar el hormigón. Lo que es más habitual es que el peso excesivo sea demasiado para el suelo que hay debajo del hormigón. Esto es especialmente cierto después de periodos de fuertes lluvias o derretimiento de la nieve cuando el suelo está saturado y blando.
Cuando el agua subterránea migra bajo el hormigón hace que el suelo subyacente se vuelva blando o esponjoso. Un peso excesivo sobre la losa en este punto puede presionar el hormigón. Como la resistencia a la flexión del hormigón es menor que su resistencia a la compresión, el hormigón se dobla hasta su punto de rotura. Los propietarios que colocan grandes vehículos de recreo o contenedores de basura en sus entradas son más propensos a ver este tipo de grietas. Conducir vehículos pesados fuera del borde de una losa crea un tipo de grieta similar.

Figura 12: Un camión pesado pasó por encima de esta acera, agrietando el borde
Grietas causadas por el secado prematuro
Las grietas por agrietamiento son grietas superficiales muy finas que se asemejan a telas de araña o a cristales rotos. Pueden ocurrir en cualquier losa de hormigón cuando la parte superior pierde la humedad demasiado rápido. Las grietas de cuarteo pueden ser antiestéticas, pero no son un problema estructural. Son tan finas que no hay forma de repararlas (Ver Figura 13).

Las grietas de cuarteo suelen producirse durante el proceso de estampación del hormigón. Suelen producirse en días soleados o ventosos cuando la parte superior de la losa se seca antes que la inferior. La parte superior se convierte en una costra, por lo que cuando se empotra el sello, se separa la superficie cerca de las juntas estampadas causando pequeñas grietas alrededor de los bordes exteriores de las «piedras». Aunque son poco atractivas desde el punto de vista estético, las grietas de costra no presentan ningún problema estructural, pero pueden parcharse si se desea

Figura 14: Grietas de costra causadas por el secado prematuro de la superficie
La importancia del refuerzo
El uso de fibras sintéticas, malla metálica de refuerzo o barras de refuerzo puede añadir algo de soporte adicional al hormigón, pero ninguno de ellos evitará las grietas. De hecho, un exceso de acero puede hacer que una losa se agriete al frenar la contracción normal del hormigón. Sin embargo, si se producen grietas, el refuerzo puede mantener unidas las diferentes secciones.
La presencia del refuerzo puede ser la diferencia entre que una grieta permanezca delgada o se separe y se vuelva más amplia y antiestética. El refuerzo de acero también puede mantener el hormigón a ambos lados de una grieta en el mismo plano horizontal. Esto significa que un lado no se levanta o se asienta más que el otro, lo que podría causar un peligro de tropiezo. A veces es imposible determinar exactamente la causa de una grieta concreta. Sin embargo, una preparación adecuada de la obra y unas buenas prácticas de acabado del hormigón pueden contribuir en gran medida a minimizar la aparición de grietas y producir un proyecto más agradable estéticamente.
Para obtener una lista completa de soluciones para la reparación de grietas, póngase en contacto con su responsable de zona o haga clic aquí.