ATAQUE QUIMICO AL CONCRETO
Los concretos constituidos con materiales apropiados convenientemente proporcionados y bien consolidados, aseguran la durabilidad de las construcciones. Al efecto, además de las estructuras construidas durante el antiguo Imperio Romano, edificaciones contemporáneos con más de 100 años de antigüedad, brindan testimonio de la durabilidad dad del concreto. Sin embargo, a la par del desarrollo tecnológico que permita utilizar cementos de mejor calidad y concretos relativamente impermeables, la contaminación que se acrecienta producto de nuestra época, ofrece nuevos retos a la ingeniería,
En los últimos 50 años se ha producido una importante cantidad de trabajos e investigaciones sobre el ataque químico al cemento y al concreto; que han sido recuperados en nutridos análisis bibliográficos. Sin embargo, el conocimiento alcanzado no guarda relación con la magnitud del esfuerza.
En general se aprecia falta de correlación en las investigaciones que en su mayoría dirigen en dos vertientes: sea desde un aspecto científico privilegiando las reacciones con que ocurren en la matriz orientados principalmente por químicos 0 se llevan con criterio tecnológico, dando importancia a la compacidad del material y considerando la cinética de la penetración del agua y de los gases en la estructura del concreto.
La alteración química del concreto puede ser de carácter intrínseco o extrínseco, según se deba a la reacción de sus componentes o se origine por agentes externos.
La descomposición del concreto puede presentarse por:
Acción del suelo y del agua: de la napa freática, de ríos y del mar que toman contacto con las estructuras.
Fluidos que circulan en canalizaciones o tuberías de concreto.
Líquidos o materias secas pulverulentas que son almacenados en reservorios o silos.
En Cuanto a la forma corno se presenta el ataque químico, este puede darse:
En profundidad.- a través de los canalículos del concreto poco compacto, por las micro fisuras de contracción o los vacíos que se encuentran en concretos mal dosificados. Este tipo de ataque es el más peligroso en cuanto altera la estructura misma del concreto, es de difícil control y muchas veces imposible de corregir cuando es detectado.
El ataque en profundidad se puede presentar en dos formas:
Exposición en el ciclo organizado por el ACI, Capítulo Peruano sobre Corrosión en Estructuras de Concreto
Disolución de compuestos solubles en el agua que se propaga en el interior del concreto, como es el caso de las aguas ácidas, que pueden provocar el debilitamiento de la estructura de la pasta de cemento.
Expansión que se debe a los compuestos débilmente solubles, que se forman en el interior del concreto y que dan origen al crecimiento de cristales, que originan una presión capaz de llevar a la ruptura de la estructura. Este es el caso de los sulfatos, que dan forma a cristales expansivos como la etringita y la thaumasita.
Superficial.- que actúa como una forma de erosión en los concretos bien compactados.
Su acción destructiva es menor y es posible tomar medidas que detengan la degradación del material.
La comisión de RILEM que estudia la resistencia del concreto del ataque química ha agrupado en la Tabla Nº 1 que reproducimos, las sustancias agresivas del concreto. El ataque químico se puede producir con la acción de ácidos, sales o bases.
FACTORES EXTERNOS
Una de las formas más frecuentes de ataque químico al concreto es la acción de los sulfatos.
Se estima que el 75% de las publicaciones que tratan de la durabilidad del concreto se ocupan de este tema.
El ión sulfato aparece en mayor o menor proporción en todas las aguas libres subterráneas. El contenido de ión sulfato de las aguas subterráneas es considerable en los terrenos arcillosos, constituyendo uno de los más importantes alimentos de los vegetales.
En zonas áridas los sulfatos se pueden presentar en las arenas como material de aporte y en rocas carbonatadas de origen sedimentario.
Los sulfatos más abundantes en los', suelos son: sulfatos de calcio, de magnesia, de sodio y calcio y de sodio, todos ellos de diferente solubilidad.
La acción de los sulfatos se produce sobre el hidróxido de calcio y fundamentalmente sobre el aluminato de calcio C3A y el ferroaluminato tetracálcico C3FA
El ataque del sulfato se manifiesta con una exudación de apariencia blanquecina y agrietamiento progresivo que reduce al concreto a un estado quebradizo y hasta suave.
La acción del sulfato de calcio es relativamente simple, ataca al aluminato tricálcico y en menor medida al ferro aluminato tetracálcico, produciendo sulfo aluminato tricálcico (etringuita) e hidroxido de calcio (portlandita).
La acción del sulfato de sodio es doble, reacciona primero con el hidróxido de calcio generando durante la hidratación del cemento, formando sulfato de calcio e hidróxido de sodio. A su vez el sulfato de calcio ataca al aluminato tricálcico formando etringita.
Exposición en el ciclo organizado por el ACI, Capítulo Peruano sobre Corrosión en Estructuras de Concreto
La acción del sulfato de magnesio es la que produce un mayor daño, en cuanto actúa sobre las fases de la pasta de cemento, como son los silicatos cálcicos, mediante una serie de acciones complejas que modifican 'el PH de las pastas de cemento. Acción del Agita de Mar
La acción 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 fenómeno bien definido y homogéneo. Pese a ello, es conveniente tener en cuenta la multiplicidad de factores incidentes, como es la variación del clima, la presencia de factores mecánicos como la erosión y la acción de. Las mareas, que modifican las condiciones de inmersión, aparte de los actores biológicos.
Puede asegurarse que la acción del agua de mar difiere a la acción conjunta o independiente de los sulfatos que contiene. Como en otros casos, la durabilidad del concreto se asegura por su buena compacidad. En este sentido, en las investigaciones que se realizan, resulta esencial definir la porosidad del cemento y del concreto, sea la abierta y total, la dimensión y geometría de 1 C35 poros la distribución granulométrica.
El 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 características en el ataque se presentan sobre el hidróxido de sodio y el aluminato tricálcico. La Tabla V da una orientación
Esquemática de las reacciones que se producen.
En todo caso para una mejor apreciación del problema, es conveniente separarlo según el estado de inacción de los elementos del concreto.
En inmersión total al ataque es fundamentalmente químico por acción de sulfatos y cloruros.
Sin embargo, Una carbonatación inicial mejora las características del concreto a los agentes agresivos por la formación de una capa protectora constituida por microcristales de carbonato de cálcico.
En inmersión alternada o semi-inmersión e 1 ataque es de carácter físico y químico debido a la acción mecánica de las olas, al fenómeno de contracción y evaporación alternada que lleva la fisuración en la zona de marea. La cristalización expansíva de ciertas sales, la corrosión eventual de las armaduras, con expansión del concreto y también las variaciones de clima.
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