¿Las vibraciones del tráfico dañan los edificios al aflojar la unión de cemento y hormigón?

P: ¿Las vibraciones del tráfico dañan los edificios al aflojar la unión de cemento y concreto?

R: Está hablando de la unión entre la matriz de cemento y los otros ingredientes en el hormigón, por ejemplo, el agregado, y posiblemente el refuerzo, como barras y fibras (si se usa).

Los elementos de concreto en una estructura deben diseñarse de modo que el concreto no esté cerca de fallar debido al exceso de tensión. Las vibraciones del tráfico son simplemente otra fuente de estrés.

Los elementos estructurales (como con los circuitos eléctricos) siguen el Principio de superposición. Cuando tiene una carga muerta (el peso del elemento y lo que soporta) y cargas vivas (por ejemplo, personas que caminan por el piso) y vibraciones, todas se suman para dar una carga en cualquier momento.

Podría haber alguna situación en la que las cargas muertas y vivas sean excesivas (posiblemente debido al diseño insuficiente del elemento) de que el elemento está cerca de fallar. Muchas repeticiones de esa carga y descarga pueden provocar fatiga del elemento. Existe una proporcionalidad inversa no lineal entre la proximidad al esfuerzo requerido para fallar el elemento y el número de ciclos necesarios para fatigar (y, por lo tanto, fallar) el elemento. Como se indicó anteriormente, las vibraciones de cualquier fuente son solo otra fuente de estrés que puede o no ser significativa.

Sin embargo, el modo de falla del concreto en la vida real no es un “aflojamiento generalizado de la unión del cemento concreto” en ningún caso. Falla por flexión o compresión, etc. Hay otras formas de lograr que el concreto en su conjunto se desintegre (reacción de sílice alcalina ASR / reacción de agregado alcalino AAR, congelación, descongelación y DEF retrasó la formación de ettringita o se calentó a los altos cientos de grados C para ejemplo).

Si bien es teóricamente posible desintegrar el concreto mediante un “aflojamiento general de la unión del cemento de concreto” habría hecho la vida como sabemos que es imposible para los que están en el edificio. O cerca. Aunque tal vez una cucaracha o dos puedan sobrevivir.

No entendí lo que se entiende por unión de cemento concreto. El mortero de cemento se une con agregados gruesos en el concreto. Pero el cemento en el concreto ya no es un polvo inerte, está hidratado y se ha convertido en una pasta de cemento hidratada que ha adquirido resistencia a la compresión y, por lo tanto, agarra las partículas de arena y este mortero de cemento se adhiere a los agregados gruesos. Entonces, si estamos hablando de vínculo físico, es entre mortero y agregados gruesos. Este enlace puede aflojarse con el tiempo debido a las vibraciones que lo afectan.

Paso mi vida profesional inspeccionando edificios dañados, y los propietarios de los edificios a menudo culpan a la vibración del tráfico cercano. Sin embargo, nunca he visto daños que puedan atribuirse remotamente al tráfico normal y siempre hay otra causa.

En concreto reforzado con sonido, la unión entre la pasta de cemento y el refuerzo de acero es muy alta y se necesitaría mucho más que la vibración del tránsito para romperla.

Mi oficina está ubicada al lado de una línea de ferrocarril y por la noche hay trenes de lastre que truenan y causan muchas vibraciones, pero que nunca han causado daños notables.

He visto algunas grietas en el edificio durante una fuerte movilización, pero generalmente es solo un problema estético (grietas en la superficie de acabado), no un problema estructural. Se requerirá mucho más que eso para causar un daño estructural.

Los edificios son rígidos y lo suficientemente rígidos como para soportar las vibraciones generadas por el tráfico.

La velocidad máxima de las partículas no es lo suficientemente grande como para aflojar la unión del hormigón.

Invariablemente no debería afectar mucho, ya que los edificios están diseñados para manejar tales vibraciones y las vibraciones regulares del tráfico son mucho menos en comparación con las vibraciones formadas por los terremotos … buhaaaa