Reacciones Alcali-Silice

Parte 3

Estabilidad química

De tiempo atrás se reconoce que ningún arqueado es completamente inerte al permanecer en contacto con la pasta de cemento, debido a los diversos procesos y reacciones químicas que en distinto grado suelen producirse entre ambos(16). Algunas de estas reacciones son benéficas porque, contribuyen a la adhesión del agregado con la pasta, mejorando la j propiedades mecánicas del concreto, pero otras son detrimentales porque generan expansiones internas que causan daño y pueden terminar por destruir al concreto.

Las principales reacciones químicas que ocurren en el concreto tienen un participante común representado por los álcalis, óxidos de sodio y de potasio, que normalmente proceden del cemento pero eventualmente pueden provenir también de algunos agregados (24). Por tal motivo, estas reacciones se designan genéricamente como ácali-agregado, y a la fecha se le conocen tres modalidades que se distinguen por la naturaleza de las rocas y minerales que comparten el fenómeno:

Reacciones deletéreas

Alcali-sílice

Alcali-agregado Alcali-silicato

Alcali-carbonato

Reacciones álcali sílice en el hormigón

El concreto preparado con ciertos agregados, de los cuales los más conocidos son las liditas, las diabasas, puede deteriorarse debido a una reacción química entre los agregados y los álcalis presentes en el cemento. Cuando las condiciones ambientales son favorables a la ocurrencia de la reacción.

Este fenómeno conocido con el nombre de álcali agregado, ha recibido en los últimos años mucha atención en nuestro medio ya que en algunas partes del país se pueden encontrar agregados potencialmente reactivos.

La reacción álcali-agregado se manifiesta en forma de fisuras en la masa del concreto, debidas al aumento de volumen que la caracteriza, con el consiguiente deterioro de las estructuras y el seguimiento de su vulnerabilidad a cargas externas.

REACCIÓN ALCALI AGREGADO

A continuación vamos a definir la reacción álcalis-sílice en dos partes:

Álcalis:

Se acostumbra calcular el contenido total de álcalis en el cemento como el equivalente de Na2O mediante la siguiente expresión:

Se ha considerado hasta ahora un contenido total de álcalis de 0.6% como el límite superior aceptable para cemento que se utilicen en la fabricación de concreto con agregados considerados reactivos.

Es importante conocer que los álcalis pueden resultar de la reacción del hidróxido de calcio formado por la hidratación del cemento como el álcali de los minerales insolubles en el agregado, o de fuentes externas como el agua usada en la preparación del concreto, los aditivos, aguas subterráneas, o sales alcalina solubles en los agregados.

El exceso de álcali contenido en los poros del concreto endurecido, por encima de los necesarios para las reacciones normales de fraguado, da lugar a productos de reacción que causan aumentos de volumen en la masa de concreto que pueden llegar a ser de deterioro en las estructuras.

La reacción álcali-sílice da lugar a la formación de un gel de silicato de sodio.

Una vez formado el gel puede absorber agua, que trae como consecuencia el aumento de volumen y consiguiente aumento de presión en el concreto lo que ocasiona la fisuración y el deterioro del concreto. Adicionalmente, el exceso de agua y la exfoliación de algunos minerales juzgan un papel importante en la expansión del concreto.

La literatura sobre este tema habla que el contenido total de álcalis del Cemento Portland es un indicador confiable en presencia de agregados reactivos debido a que normalmente, todos los álcalis pueden ser liberados durante la hidratación del cemento. Esto ha dado lugar a unas especificaciones

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