ATAQUE QUMICO: LIXIVIACIN CIDOS SULFATOS en agua de mar.
REACCIONES DELETREAS INTERNAS REACCIN LCALIS-SILICE, REACCIN
LCALIS-CARBONATO ESTADO DE PROTECCIN. ABRASIN Y EROSIN. RESISTENCIA
A LA ABRASIN. RESISTENCIA A LA EROSIN POR CAVITACIN. ACCIN QUMICA
SOBRE AL CONCRETO. CORROSIN FORMAS QUE ADOPTAN MECANISMOS ACCIN DE
CLORUROS. CONSIDERACIONES SOBRE LA PROTECCIN DE ARMADURAS.ALUMNO:
DIEGO MOLINA CHUECASCURSO:TECNOLOGA DEL CONCRETODOCENTE: ING.
VERGARA LOVERA DANIELIV A1ATAQUE QUIMICO DEL CONCRETO
El concreto es un material que generalmente tiene un
comportamiento satisfactorio ante diversos ambientes qumicamente
agresivos. El concepto bsico reside en que el concreto es
qumicamente inalterable al ataque de agentes qumicos que se hallan
en estado slido. Para que exista alguna posibilidad de agresin, el
agente qumico debe estar en solucin, en una cierta concentracin y
adems tener la opcin de ingresar en la estructura de la pasta
durante un cierto tiempo, es decir debe haber un cierto flujo de la
solucin concentrada hacia el interior del concreto y este flujo
debe mantenerse un tiempo suficiente para que se produzca la
reaccin.2Existen agentes que incrementan la posibilidad de
deterioro como son: las temperaturas elevadas, velocidades de flujo
altas, mucha absorcin y permeabilidad, el curado deficiente y los
ciclos de humedecimiento y secado. Los ambientes agresivos usuales
estn constituidos por el aire, agua y suelos contaminados que
entran en contacto con las estructuras de concreto. CLASIFICACIONES
La alteracin qumica del concreto puede ser de carcter intrnseco o
extrnseco, segn se deba a la reaccin de sus componentes o se
origine por agentes externos. 3LIXIVIACINLa lixiviacin es una forma
suave de desarreglo que ocurre cuando el agua disuelve componentes
en el concreto. El cemento portland hidratado contiene hasta 25 % a
30 % de hidrxido de calcio, Ca(OH)2, el cual es soluble en agua.
Este componente, con mucha probabilidad, ser lixiviado desde el
concreto. Debido a que el hidrxido de calcio es ms soluble en agua
fra, el agua que viene de los riachuelos de las montaas o de presas
es ms agresiva que el agua ms caliente. La presencia de aguas con
nula o muy baja cantidad de sales en disolucin (aguas blandas) en
la masa del hormign resulta perjudicial debido a su tendencia a
descomponer o hidrolizar los compuestos clcicos. Cuando el agua
proveniente de lluvia, deshielo, condensacin u otro proceso que
implique la presencia de aguas puras penetran con cierta facilidad
por una estructura de hormign provocan la lixiviacin de los
compuestos clcicos que suelen manifestarse exteriormente a travs de
manchas blancas denominadas eflorescencias
ATAQUE QUIMICO AL CONCRETOLos ataques qumicos y estos se
producen con la accin de:se produce por:cidosSalesBasescidos
Mineralescidos Orgnicos
Cloruros.Sulfatos.NitratosSulfuros.NaOHKOHUreaFACTORES QUE
AFECTAN AL CONCRETOFACTORES INTERNOSFACTORES EXTERNOSLa reaccin de
los agregadosLa reaccion del cementoReaccion lcalis
agregadosReaccion lcali sliceReaccion lcali carbonatoReaccion lcali
- silicatoAtaque de sulfatoAccin del agua de marAtaque por
acidocidos Mineralescidos Orgnicos cido Brmicocido acticocido
Carbnicocido frmicocido Clorhdricocido hmicocido Crnicocido lctico
Fenolcido fluorhdricocido tnicocido sulfuradocido butrico cido
ntricocido rico cido fosfricoMicro organismoscido sulfricocido
sulfuroso8ATAQUE POR ACIDOSEl concreto es generalmente muy
resistente al ataque qumico de cidos, siempre y cuando se utilice
una mezcla apropiada y el concreto est dosificado en forma
correcta. Sin embargo hay algunas excepciones.
Los cidos atacan las bases y las sales bsicas -formadas por la
hidratacin del cemento, deteriorndolo por la formacin de sales
solubles y procesos de disolucin que eliminan el hidrxido de sodio.
Los parmetros que gobiernan el ataque estrictamente cido son la
fuerza del lcali y su concentracin, vale decir el valor del PH. 9La
gran influencia del PH, es la razn por la cual se puede estimar que
las aguas cidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente
los concretos. Cualquiera que sea el cemento utilizado. En la
prcticas puede estimarse que ningn cemento portland resiste la
accin de aguas con PH inferior a 4. De otro lado los cementos
portland corrientes resisten sin mayores daos la accin de aguas con
valores de PH superior a 6. No es procedente considerar que el
valor del PH es el nico factor determinante en el ataque de los
cidos. En efecto, la velocidad de difusin y de llenado de los vacos
intersticiales es de gran importancia, especialmente si esta accin
se produce bajo presin.Siendo el concreto qumicamente bsico, con un
pH del orden de 13, puede ser atacado por medios cidos, con pH
menor de 7, los cuales reaccionan con el hidrxido de calcio, de la
pasta producindose compuesto de calcio soluble de agua.10El
mecanismo de deterioro del concreto causado por cidos es el
resultado, generalmente, de una reaccin entre estas sustancias
(agente agresor) y todos los compuestos clcicos (hidrxido de
calcio, silicato clcico hidratado y aluminato clcico hidratado) del
cemento, quese convierten en sales clcicas del cido actuante.
11Por ejemplo, entre los cidos orgnicos, el cido clorhdrico
origina cloruro clcico, que es muy soluble. El cido sulfrico
produce sulfato clcico, que se precipita como yeso y el cido
ntrico, da como resultado nitrato de calcio, que tambin es muy
soluble. Con los cidos orgnicos sucede algo similar: el cido lctico
produce lactatos clcicos y el cido actico da lugar a acetato
clcicoPor lo anterior, no existen los concretos resistentes a los
cidos y por ello deben protegerse de su accin mediante barreras
impermeables y resistentes que los protejan del contacto directo.
Un buen sellante superficial es ser de mucha utilidad cuando se
sabe que el concreto podra ser atacado por cidos.La velocidad de la
reaccin de la pasta de cemento con los diferentes cidos est
determinada por la agresividad del cido atacante (pH). La
solubilidad de la sal clcica resultante es la que determina la
velocidad de degradacin del concreto. Si la sal clcica es muy
soluble, esta fluye y por lo tanto el deterioro es ms rpido. As, no
solo es el pH sino tambin la capacidad de los iones agresivos para
ser transportados lo que influye en el progreso del ataque.Ataques
por Sulfatos:Una de las formas ms frecuentes de ataque qumico al
concreto es la accin de los sulfatos. Muchos sulfatos presentes en
el suelo y en el agua pueden atacar y destruir un concreto que no
fue adecuadamente diseado. Los sulfatos (por ejemplo sulfato de
calcio, sulfato de sodio y sulfato de magnesio) pueden atacar un
concreto pues reaccionan con los compuestos hidratados en la pasta
de cemento hidratada.
14Estas reacciones pueden crear presiones suficientes para
romper la pasta de cemento, resultando en desintegracin del
concreto (prdida de cohesin de la pasta y de resistencia). El
sulfato de calcio ataca el aluminato de calcio hidratado y forma
etringita. El sulfato de sodio reacciona con el hidrxido de calcio
y aluminato de calcio hidratado, formando etringita e yeso. El
sulfato de magnesio ataca, de manera similar, al sulfato de sodio y
forma etringita, yeso y tambin brucita (hidrxido de magnesio). La
brucita se forma primeramente en la superficie del concreto,
consume el hidrxido de calcio, baja el pH en la solucin de los
poros y entonces descompone el silicato de calcio hidratado.15El
ataque de sulfatos y la cristalizacin de sales son ms severos donde
el concreto est expuesto a ciclos de mojadura y secado, que donde
el concreto est constantemente mojado. sto normalmente puede ser
visto en postes de concreto donde el concreto se ha deteriorado slo
pocos centmetros encima y abajo del nivel del suelo. La porcin del
concreto en la parte ms profunda del suelo (donde est continuamente
mojado) est en buenas condiciones (Fig.). Sin embargo, si la
exposicin al sulfato es muy severa, las secciones continuadamente
mojadas pueden incluso, con el tiempo, ser atacadas por los
sulfatos si el concreto no ha sido adecuadamente diseado.
16Para que se obtenga la mejor proteccin contra el ataque
externo por los sulfatos: (1) disee el concreto con baja relacin
agua- materiales cementantes (aproximadamente 0.4) y (2) use
cementos especialmente formulados para ambientes con sulfatos,
tales como
ASTM C 150 (AASHTO M 85) cementos tipo II y tipo V, C 595
(AASHTO M 240) cementos con moderada resistencia a los sulfatos o C
1157 tipos MS o HS.17Tipo de exposicin a los sulfatosSulfatos
solubles en agua (SO4) presentes en suelos(% en peso)Sulfatos (SO4)
en agua(p.p.m.)Tipo de cemento recomendadoRelacin agua/cemento
recomendadfcMnimoDespreciable0 .0 a 0.100 a 150---Moderada0 .10 a
0.20150 a 1500II, IP (MS), IS(MS), IPM(MS), I(SM)0.50280Severa0 .20
a 2.001500 a 10000V0.45315Muy severa> 2.00> 10000V +
Puzolana0.45315Accin del Agua de Mar:La accin del agua de mar en el
concreto ha sido materia de numerosas investigaciones y trabajos,
desde el inicio del siglo. Existe una tendencia que considera el
ataque del agua de mar como un fenmeno bien definido y homogneo.
Pese a ello, es conveniente tener en cuenta la multiplicidad de
factores incidentes, como es la variacin del clima, la presencia de
factores mecnicos como la erosin y la accin de las mareas, que
modifican las condiciones de inmersin, aparte de los actores
biolgicos. Puede asegurarse que la accin del agua de mar difiere a
la accin conjunta o independiente de los sulfatos que contiene.
Como en otros casos, la durabilidad del concreto se asegura por su
buena compacidad.19El ataque del agua de mar corresponde a la de
las sales disueltas, principalmente cloruros y sulfatos sobre los
constituyentes del cemento por cuanto ninguno de los componentes
hidratados son estables al medio marino. Las reacciones
caractersticas en el ataque se presentan sobre el hidrxido de sodio
y el aluminato triclcico. En todo caso para una mejor apreciacin
del problema, es conveniente separarlo segn el estado de inaccin de
los elementos del concreto. En inmersin total al ataque es
fundamentalmente qumico por accin de sulfatos y cloruros. Sin
embargo. Una carbonatacin inicial mejora las caractersticas del
concreto a los agentes agresivos por la formacin de una capa
protectora constituida por micro cristales de carbonato de clcico.
En inmersin alternada o semi-inmersin este ataque es de carcter
fsico y qumico debido a la accin mecnica de las olas, al fenmeno de
contraccin y evaporacin alternada que lleva la fisuracin en la zona
de marea. La cristalizacin expansiva de ciertas sales, la corrosin
eventual de las armaduras, con expansin del concreto y tambin las
variaciones de clima.20REACCIONES DELETREAS INTERNASLa Reaccin de
los Agregados El ataque qumico ms importante que se produce en el
concreto por accin del cido sulfrico que se forma por oxidacin de
los sulfuros de fierro, ocasionando tensiones internas que llevan a
la rotura del material, generalmente precedida por una coloracin
localizada de color marrn. Fenmenos similares han sido estudiados
en Africa del Sur, Canad y Suecia. Los minerales de sulfuro de
hierro se encuentran frecuente mente en los agregados en forma de
pirita, marcasita y pirratina. 21*La pirita se puede presentar en
todo tipo de rocas gneas, sedimentarias y metamrficas su coloracin
es amarilla, generalmente forma cristales cbicos. *La marcasita es
poco comn se le encuentra en rocas sedimentarias tiene ilustre o
brillo metlico, de color ligero. se oxida fcilmente con liberacin
de cido sulfrico y formacin de xidos e hidrxidos de hierro. *La
pirrotina es la menos comn y puede encontrarse en rocas gneas y
metamrficas.
22El mecanismo de degradacin podra ser el siguiente: La
pirrotita inestable se xido primero :
El cido sulfrico reacciona con el CaCo, si esta presente en el
agregado, para formar yeso, resultando la expansin del
agregado:
El cido sulfrico reacciona tambin con los productos de
hidratacin del cemento:
Mientras que la reaccin anterior, en si misma puede producir
expansin, el yeso as formado puede reaccionar con los productos de
hidratacin del cemento y causar mayor deteriora.
Reaccin lcalis Slice: La reaccin lcali-slice se ha presentado
nicamente en algunas regiones del globo. Se encuentra de manera
preponderante en los Estados Unidos de Norteamrica, extendida en la
zona central que comprende los estados de Oklahoma, Kansas,
Nebrasca e Iowa. Tambin en algunas reas de Australia, Nueva
Zelandia, Dinamarca y la Indica. Para que se produzca la reaccin se
requiere la presencia de 3 condiciones :- Agregados reactivos -
Cemento con alto contenido de lcalis - Humedad Estas reacciones se
presentan con mayor intensidad en climas clidos por humedad
ambiente elevada; temperatura, en especial creciente de 20* a 40*C
y fisuras de contraccin plstica. 24Los agregados en los cuales se
puede presentar la reaccin provienen de los siguientes tipos de
rocas, de acuerdo a la informacin del ACI : Las calcedonias y
calcedonias opalinas, calizas silicosas, las riolticas y tobas
rioliticas.. las dacticas y las tobas dacticas, las andesiticas y
tobas andesticas y filitas. La reaccin entre los lcalis del cemento
y del agregado, es de carcter expansivo, dando como resultados el
agrietamiento del concreto.
25Reaccin lcali SlicePara que se produzca la reaccin se requiere
la presencia de 3 condiciones :Los agregados en los cuales se puede
presentar la reaccinAgregados reactivosCemento con alto contenido
de lcalisHumedadLas calcedonias y calcedonias opalinas, calizas
silicosas, las riolticas y tobas rioliticas.. las dacticas y las
tobas dacticas, las andesiticas y tobas andesticas y
filitas.REACCION ALCALI-CARBONATOEste tipo de reaccin se produce
por los lcalis del cemento que actan sobre ciertos agregados
calcreos, como por ejemplo, los calcreos de grano fino que
contienen arcilla, que son reactivos y expansivos. Este fenmeno se
presenta de preferencia cuando el concreto est sometido a atmsfera
hmeda. Se ha planteado que la expansin se debe a la transformacin
de la dolomita en calcita y brucita, fuertemente expansiva, que
tiene la forma de un gel que origina una presin debido al
crecimiento de los cristales. Para apreciar las posibilidades
expansivas de los materiales calcreos se utiliza la norma ASTM
596-69 (1986) . 27Reaccin Alcali-Carbonatose produce por los lcalis
del cemento que actan sobre ciertos agregados calcreosPara apreciar
las posibilidades expansivas de los materiales calcreos se utiliza
la norma ASTM 596-69 (1986) "Potencial alkali reactivity of
carbonate for concrete aggregates (rock cylinder method").como por
ejemplo, los calcreos de grano fino que contienen arcilla, que son
reactivos y expansivos.REACCIN ALCALI-SILICATO Este tipo de reaccin
no debe ser confundida con aquellas otras comprendidas dentro de la
denominacin lcali-agrega dos. Sin embargo, en algunos casos puede
presentarse conjuntamente con la reaccin lcali-slice. Se
caracteriza porque progresa ms lentamente y forma gel en muy pequea
cantidad. Se estima que esta reaccin Se debe a la presencia de
ciertos filosilicatos. En general, el conocimiento de este fenmeno
es incipiente y ms complejo y no se ha llegado a conclusiones sobre
la expansin y la deteriorizacin que ocasionan.29
30ABRASIONSe define como resistencia a la abrasin al grado de
oposicin de una superficie de concreto a ser desgastada por el roce
y friccin.
Pueden traer consecuencias en el comportamiento bajo las
condiciones de servicio indirectamente propiciando el ataque de
algn otro enemigo de la durabilidad (agresin qumica, corrosin.
etc.)
EROSIONLas erosiones se producen por el bajo contenido en
cemento. Se define como el deterioro causado por la accin abrasiva
de fluidos o slidos en movimiento. La magnitud depende del nmero,
velocidad , tamao, perfil, densidad y dureza de las partculas en
movimiento por unidad de tiempo. Siendo producido por acciones
mecnicas debido al oleaje.La Erosin del concreto es la prdida del
mismo de forma superficial, provocada por acciones
mecnicas.32RESISTENCIA A LA ABRASIONLos pisos, pavimentos y
estructuras hidrulicas son expuestos a abrasin o al desgaste, por
lo que en estas aplicaciones el concreto necesita tener alta
resistencia a abrasin. Los resultados de los ensayos indican que la
resistencia a abrasin est fuertemente relacionada con la
resistencia a compresin del concreto. Una relacin agua- cemento
baja y el curado adecuado se hacen necesarios para la resistencia a
abrasin. El tipo de agregado y el acabado de la superficie o el
tratamiento usado tambin tienen gran influencia sobre la
resistencia a abrasin.
EFECTO DE LA RESISTENCIA A COMPRESIN Y DEL TIPO DE AGREGADO
SOBRE LA RESISTENCIA A ABRASIN DEL CONCRETO (ASTM C 1138).DAOS POR
ABRASIONPOR FROTAMIENTO:En pavimentos de concreto, debido al trfico
peatonal, camiones ligeros y arrastre, raspadura y deslizamiento de
objetos sobre la superficie (frotamiento).
POR FRICCION:En pavimentos de concreto debido a montacargas,
camiones pesados y automviles, con o sin cadenas (frotamiento,
raspadura y percusin)
POR EROSION DE MATERIALES ABRASIVOS:Estructuras hidrulicas corno
vertederos, estribos de puentes y tneles, debido a la accin de
materiales abrasivos transportados por corrientes lentas de agua
(frotamiento ms raspadura).
EROSION POR CAVITACION:Diques, vertederos, tneles y otros
sistemas transportadores de agua, donde la velocidad del agua es
alta y hay presencia de bajas presiones . Se produce una separacin
del flujo de agua de la superficie. A esto por lo general se le
conoce como erosin por cavilacin.
FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A LA ABRASIN El mejor
indicador es evaluar la principalmente los factores como la
resistencia en compresin, las caractersticas de los agregados, el
diseo de mezcla, la tcnica constructiva y el curado.
Est demostrado que un elemento fundamental lo constituye la mano
de obra y el acabado. Cuando se procede a realizar el acabado sin
permitir la exudacin natural de la mezcla, la capa superficial se
debilita.
La cantidad de energa que pone el operario en el proceso de
acabado tiene relacin directa con el grado de compactacin de la
superficie habindose comprobado experimentalmente una gran
diferencia cuando ste trabajo se ejecuta con acabadoras
mecnicas.
Un factor a tener en cuenta es la tcnica de curado pues de nada
sirve tener materiales y un diseo de mezcla excelentes si luego no
propiciamos las condiciones para que se desarrolle la resistencia,
y que son temperatura y humedad adecuadas.
RECOMENDACIONES PARA EL CONTROL DE LA ABRASIONSe estima que la
superficie aludida debe tener resistencia en compresin mnima de 280
kg/cm2 para garantizar una durabilidad permanente con respecto a la
abrasin, lo cual indica que es necesario emplear:
Relaciones Agua/Cemento bajas. Menor slump compatible con la
colocacin eficiente Agregados bien graduados y que cumplan con los
limites ASTM C-33 para gradacin y abrasin.Menor cantidad posible de
aire atrapado.
Otros :Se considera que en condiciones normales, el acabado debe
ejecutarse alrededor de dos horas luego de la colocacin del
concreto y habindose eliminado el agua superficial.
El curado debe iniciarse inmediatamente despus de concluido el
acabado superficial siendo recomendable mantenerlo no menos de 7
das cuando se emplea cemento Tipo I y un tiempo mayor si se emplean
cementos de desarrollo lento de la resistencia.
Una tcnica probada mundialmente que mejora notablemente la
resistencia a la abrasin de las superficies de concreto consiste en
emplear el denominado concreto fibroso", al que se le aaden fibras
de diversos materiales (acero, plstico, nylon, etc.) con objeto de
crear una estructura interior que pueda resistir mas traccin que en
un concreto normal.
Uso de soluciones endurecedoras superficiales a los pisos de
concreto ( magnesio, fluorosilicato de zinc,silicato de sodio).
Hay una variedad muy grande de tratamientos adicionales para
lograr una superficie mucho ms resistente que la obtenida con un
concreto normal, sin embargo la recomendacin principal es el no
usarlos sin antes evaluarlos en forma prctica.
DEFINICION DE LA CAVITACION La cavitacin es un fenmeno que se
produce siempre que la presin en algn punto o zona de la corriente
de un lquido desciende por debajo de un cierto valor mnimo
admisible. El fenmeno puede producirse lo mismo en estructuras
hidrulicas estticas (tuberas, Venturis, etc.), que en mquinas
hidrulicas (bombas, hlices, turbinas). El fenmeno de cavitacin
ataca a la superficie del hormign en forma de picaduras que
posteriormente se unen en zonas erosionadas amplias. DESCRIPCIN DE
LA CAVITACINEl fenmeno de la cavitacin se explica con el mecanismo
siguiente: si la presin en un lquido como el agua baja
suficientemente, empieza a hervir a temperatura ambiente formando
burbujas de vapor. Entonces al subir la presin nuevamente el vapor
se condensa y la burbuja se destruye (colapso de la burbuja).
Cuando se repite este proceso con alta velocidad como por ejemplo
en el interior de una bomba de agua, se forman y se destruyen las
burbujas rpidamente
DAO POR CAVITACIN
El dao por cavitacin es una forma especial de corrosin-erosin
debido a la formacin y al colapso de burbujas de vapor en un lquido
cerca de una superficie metlica, que ocurre en turbinas hidrulicas,
hlices de barcos, impulsores de, bombas y otras superficies sobre
las cuales se encuentran lquidos de alta velocidad con cambios de
presin. Un dao por cavitacin tiene un aspecto semejante a picaduras
por corrosin, pero las zonas daadas son ms compactas y la
superficie es ms irregular en el caso de la cavitacin. El dao por
cavitacin se atribuye parcialmente a efectos de desgaste
mecnico.
a. La resistencia a la erosin por cavitacin del concreto se
incrementa con la reduccin de la relacin agua-cemento, con el
incremento de la resistencia a la compresin y a la tensin, con el
vibrado del concreto o usando polvo de acero en la mezcla.
b. Las recomendaciones sobre el tamao mximo de los agregados del
concreto son muy variables, se considera adems que el mejor
agregado para estos casos es el granito.
PROTECCIN CONTRA DAOS DEBIDOS A CAVITACINQUE ES CORROSION?Es la
reaccin qumica o electroqumica entre un material, usualmente un
metal y su medio ambiente, que produce un deterioro del material y
de sus propiedades. Para el acero embebido en el concreto
(hormign), la corrosin da como resultado la formacin de xido que
tiene 2 a 4 veces el volumen del acero original y la prdida de sus
ptimas propiedades mecnicas.La corrosin produce adems
descascaramiento y vacos en la superficie del acero de refuerzo,
reduciendo la capacidad resistente como resultado de la reduccin de
la seccin transversal.Durante el proceso de corrosin en estructuras
de concreto, la zona andica y la zona catdica estn localizadas en
la superficie del acero de refuerzo, mientras que el concreto acta
como el electrolito, completndose as los elementos que se requieren
para formar la celda electroqumica.
SERIE GALVANICALa serie galvnica es una lista de metales y
aleaciones ordenadas de acuerdo a su potencial de corrosin relativo
en un medio ambiente dado. Cabe destacar que la serie galvnica es
til cuando se desea elegir un metal o aleacin para ser utilizado en
un electrolito especfico, puesto que se conoce su tendencia a
corroerse. El metal Pasivo es el que posee alguna forma de pelcula
protectora sobre su superficie, como es el caso de los aceros
inoxidables, el aluminio, el titanio, el cobre y otros metales. El
metal activo es un metal desnudo, sin pelcula protectora. El estado
activo est asociado con un potencial ms negativo que el
correspondiente a un estado pasivo.
FORMAS QUE ADOPTA1. CORROSION LOCALIZADA:
Corrosin por picaduras: Las picaduras en las barras de acero se
forman por la disolucin localizada que se produce en la pelcula
pasiva. Esto resulta del ingreso de iones cloruro al medio, que
estn en la masa del hormign o porque provienen del exterior.
Corrosin en Espacios Confinados: Aireacin diferencial. La
corrosin en espacios confinados puede ocurrir cuando sobre la
superficie del metal existe un espacio lo suficientemente
resguardado que evita el acceso continuo del oxgeno a esa zona,
crendose, eventualmente, celdas diferenciales de oxgeno que inducen
a la corrosin del refuerzo.
Corrosin bajo tensin: Para que ocurra este tipo de corrosin debe
existir un intercambio de corrientes entre una estructura metlica y
un Ocurre preferencialmente en hormign pre o postensado, donde se
utilizan aceros de alta resistencia debido, en general, a la
presencia de hidrgeno atmico difundiendo a travs del metal. Este
dao produce, fisuramiento o fractura del acero por accin del
hidrgeno atmico a nivel microestructural. Corrosin por corrientes
de interferencia:. Para que ocurra este tipo de corrosin debe
existir un intercambio de corrientes entre una estructura metlica y
un medio electroltico. La corriente continua es la que tiene el
efecto ms pronunciado sobre la corrosin, ya que esta fluye en un
solo sentido. Por el contrario, la corriente alterna, que invierte
su direccin alrededor de una centena de veces por segundo, puede
causar un efecto mucho menos pronunciado. 2. CORROSIN UNIFORME O
GENERALIZADA: La corrosin uniforme es resultado de una prdida
generalizada de la pelcula pasiva, en la superficie del acero, que
resulta de la carbonatacin del hormign y/o la presencia de excesiva
cantidad de iones cloruros. Tambin puede ocurrir por efecto de la
lixiviacin del hormign producida por la precolacin y/o lavado por
aguas puras o ligeramente cidas.
3. CORROSIN GALVNICA:Esta corrosin se produce cuando existen dos
metales de composicin qumica diferentes en un medio electroltico, o
bien en zonas de composicin diferente en un mismo metal, que
conforman una micropila galvnica. En el caso de las armaduras, esta
situacin se dar cada vez que en alguna zona se dae o no se forme la
pelcula pasiva caracterstica. Esta zona actuar como nodo frente al
resto del material, donde permanece la pasivacin, el cual actuar
como ctodo. Tambin podra ocurrir cuando la barra de refuerzo se
encuentre con otros conductores ms nobles, esto se asocia al
funcionamiento de una macrocelda
MECANISMOS DE CORROSIONCuando los agentes agresivos no estn
presentes desde la elaboracin del concreto, stos penetran a travs
de l cuando la estructura es puesta en servicio. Al llegar a la
superficie del metal, provocan que la corrosin se desencadene. Una
vez que la corrosin se ha desencadenado, sta se manifestar bajo
tres vertientes1. Sobre el acero,con una disminucin desu dimetro
inicialy por lo tanto de su capacidad mecnica.
2. Sobre el concreto, debido a que al generarse acumulacin de
xidos-expansivos en la interfase acero-concreto, provoca fisuras y
desprendimientos.3. Sobre la adherencia acero/concreto .Desde el
punto de vista de la corrosin del acero en el concreto, Tuttidefini
un modelo muy sencillo que representa el tiempo que tarda una
estructura de concreto proporcionando servicios para los cuales ha
sidodiseada. Este modelo se divide endos periodos.
Periodo de iniciacin: Tiempo en que tarda el agente agresivo en
atravesarel recubrimiento, alcanzar el acero y provocar
elrompimiento dela capa de xido protector.
Periodo de propagacin: Comprende la acumulacin progresiva
deldeterioro, hasta que alcanza un nivel inaceptable.
COMO LIMITAR LA CORROSION1. Utilice un concreto de buena calidad
con aire incorporado y con relacin A/C de 0.4 o menor2. Utilice un
recubrimiento mnimo de hormign de 4 cm y como mnimo 2 cm mayor que
el tamao mximo nominaldel agregado grueso.3. Incremente el
recubrimiento mnimo a 2 (5 cm) para la exposicin a sales de
deshielo y a 2 para la exposicinen ambiente marino4. Asegrese que
el concreto es curado adecuadamente5. Utilice cenizas volantes,
escorias de altos hornos o microslice y/o un inhibidor de corrosin
probado.ACCION DE CLORUROSLos cloruros se hallan en el ambiente en
las zonas cercanas al mar, en el agua marina, y en ciertos suelos y
aguas contaminadas de manera natural o artificialLos cloruros
tienen una accin insignificante sobre el concreto desde el punto de
vista de la agresin qumica directa, pero erradamente se le
considera en muchas oportunidades causantes del deterioro que es
producido por otros agentes. Hay que tener perfectamente claro que
el concepto de que los cloruros no tiene accin perjudicial directa
sobre el concreto, sino a travs de su participacin en el mecanismo
de la corrosin de metales embebidos en el concreto, producindose
compuestos de hierro que al expandirse rompen la estructura de la
pasta y agregados.
Cloruros pueden daar la capa pasivadora del concreto que protege
el acero de refuerzo y mantiene su ph alto. Cuando se supera el
lmite de cloruro soluble en agua, se crea un desequilibrio
electroqumico, generando una celda elctrica alrededor del acero,
produciendo tambin cloruro de hierro, que luego se oxida. Esta
oxidacin produce expansin tensin en la pasta creando fisuramiento
en el concreto.Como nota interesante debemos comentar que para
producir concreto no reforzado, se puede emplear incluso agua de
mar, (como en efecto se hace en algunos lugares del mundo) si la
estructura en cuestin no estar sometido posteriormente a
humedecimiento que produzca que entren en solucin permanente los
sulfatos que tambin contiene el agua marina. Empleado
complementariamente algn cemento puzolnico o resistente a los
sulfatos, en los casos mas crticos se controlara cualquier reaccin
de los sulfatos, ya que estos constituiran el nico riesgo potencial
de deterioro.
PREVENCIONAnlisis previo de los materiales, especialmente el
agua y los agregados as como el suelo de contacto.
SOLUCION
a/c baja, espesor de recubrimiento, compactacin, baja
permeabilidad, inhibidores de corrosinLos principales sistemas de
proteccin de la corrosin estn basados en plsticos (capas,
revestimientos, rellenos slidos) o gres (revestimientos, rellenos
slidos). Otros tipos de revestimientos protectores para condiciones
severas de corrosin son el galvanizado en caliente y el
revestimiento epxico de las barras de acero.El usode pinturas
Epoxy-Poliamida, Epoxy-aminas, Epoxy-Novolacas, Pinturas de
Poliuretano etc. las cuales se interponen y retardan el ingreso de
contaminantes externos como cloruros, dixido de carbono, dixido
sulfuroso, humedad, oxgeno, etc. Proteccin CatdicaPROTECCION DE
ARMADURAS
RECOMENDACIONES:Relacin a/c baja.Uso de adiciones en reemplazo
del cemento.Seleccin del tipo de cemento adecuado.Uso de agregados
no reactivos.Uso de microslice.Aumento de recubrimiento.Colocacin
del concreto fro.Protecciones externas.Recubrimiento al acero.Uso
de inhibidores de corrosin.
PROTECCION CATODICAEste procedimiento tiene como fundamento la
polarizacin, a potenciales ms negativos, de la superficie metlica
hasta alcanzar un grado de polarizacin, en el cual se acepta que
dicha superficie metlica es inmune a la corrosin.