Ataque Quimico Al Concreto

INTRODUCCIÓN

En este proyecto se dará a conocer el problema de la reacción de carbonatación en el concreto endurecido que se genera en los elementos estructurales de una edificación, el cual es causado por factores medioambientales y que dependiendo de la concentración de estos, se modifican los componentes químicos del concreto afectando su alcalinidad, se hace énfasis de que este tema no se ha tomado tanto en cuenta debido a que se produce en un tiempo de larga exposición y que el problema más serio después de la reacción de carbonatación es la corrosión del acero el cual reduce la vida útil del elemento.

Se da conocer el método de la fenolftaleina, prueba basada en la normativa internacional para la medición de la profundidad de carbonatación en el concreto, las mediciones se realizaron en cilindros de diseño de mezclas a un año y un mes de exposición, mostrando resultados muy importantes, se muestra la fórmula para calcular la profundidad teórica de carbonatación de Hamada y así comparar las profundidades medidas en el campo con las teóricas, se graficaron los resultados de cada uno para sacar las diferencias, concluyendo con que la carbonatación es un proceso poco conocido que afecta día con día al concreto y es necesario estudiarlo para buscar mejores soluciones a este problema.

ATAQUE QUÍMICO POR CARBONATACIÓN AL CONCRETO ENDURECIDO

Antecedentes del problema

En los últimos años se ha producido una importante cantidad de trabajos e investigaciones sobre el ataque químico por carbonatación. En la investigación “Estudio del efecto de carbonatación en el concreto reforzado”, por Jorge Arturo Rodríguez Robles, menciona que el PH del concreto puede cambiar por el ingreso de diversas sustancias del medio ambiente. Estas sustancias son principalmente CO2 que se encuentra de manera natural en el aire y el SO3 que se produce de la combustión de combustibles fósiles. De estos el CO2 en el aire es de mayor importancia, de ahí el nombre de carbonatación (Richardson 2002).

Menciona también que la carbonatación se presenta comúnmente en medios rurales y con mayor incidencia en zonas urbanas, en las que se alcanzan grandes concentraciones de óxidos sulfurosos y nitrosos, que son combinados con el agua de la humedad ambiental formando los respectivos ácidos sulfurosos y nitrosos. En zonas de altas precipitaciones pluviales, el PH llega a tomar valores cercanos a 4, los que se conoce como lluvia acida, que afecta a las estructuras de concreto de la misma forma que la carbonatación.

En este sentido el ing. Hugo barrera V. Prof. depto. ing. OO.CC.U. Santiago de chile a través de su investigación sobre “la carbonatación en el edificio Santiago” explica que la corrosión generalizada se produce por un descenso de alcalinidad del hormigón que puede ser debido a un deslavado, por circulación de aguas puras o ligeramente acidas o por reacción de los compuestos de carácter básico NaOH, KOH y Ca(OH)2 de la fase acuosa del hormigón con los componentes ácidos de la atmosfera dióxido de carbono(CO2) y de azufre (SO3) para dar carbonatos-sulfatos y agua. El que más abunda es el CO2, por lo que a este proceso de reducción de alcalinidad se le llama genéricamente carbonatación.

C. Priano y L. Señas, en su investigación “Carbonatación de estructuras de hormigón ubicadas en el ambiente urbano y rural”, se analizaron dos obras de hormigón armado emplazadas en diferentes ambientes y se estudió el proceso de carbonatación desarrollado en diversos elementos estructurales. La concentración de CO2 en el aire es uno de los parámetros que afecta directamente el proceso de carbonatación y es el que define el grado de agresividad del medio ambiente, el cual condiciona el comportamiento en servicio de la estructura.

La primera de las obras relevadas está emplazada en un ambiente urbano con un ligero aumento del contenido de dióxido de carbono, originado en la combustión del parque automotor. Es el ambiente que prevalece en áreas densamente pobladas, sin industrias significativas y con diferentes grados de contaminación que dependen del desarrollo de la ciudad y las medidas de control implementadas por el gobierno de la misma. Una situación particular se da en ambientes bajo techo o interiores que no están ventilados ya que pueden contener humos, los que en presencia de condensación o de humedad elevada, resultan altamente corrosivos.

La segunda de las estructuras analizadas está emplazada en un ambiente rural que no contiene contaminantes químicos agresivos al hormigón armado. Esta situación se puede considerar en aquellas zonas en las que, dentro de un radio de 5 km, no existan fábricas, industrias pesadas, grandes zonas urbanas y no estén próximas al litoral marítimo. Es de esperar que, en el corto plazo, sea el menos afectada por procesos corrosivos.

Se calaron testigos en columnas y losas, de 10 cm de diámetro y altura variable entre 16 y 29 cm, según los diferentes elementos estructurales relevados. Al momento de la extracción de los testigos Nº 1 y Nº 2, se evidenció un zunchado de hormigón simple de aproximadamente 6 cm de espesor. En el caso particular del testigo Nº 1, dicha zona se desprendió al momento de calado, ya que estaba pobremente adherida a la sección original.

Los valores de profundidad de carbonatación, para los elementos estructurales estudiados arrojaron diferencias significativas. Los hormigones de las columnas del subsuelo (testigos C1 y C2), resguardadas del agua de lluvia, presentaron los valores más elevados de profundidad de carbonatación, aunque la armadura no presentó signos de corrosión dado el recubrimiento que tienen dichas columnas luego de la reparación mediante el zunchado y la mínima disposición de humedad. En comparación con los hormigones de losas (en algunas con acumulación de agua de lluvia), las columnas interiores presentaron valores de penetración mayores. Sin embargo el proceso de corrosión más avanzado se dio en las losas debido al escaso recubrimiento de sus armaduras y a la presencia de humedad constante.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Entre las agresiones químicas del medio ambiente al concreto endurecido más comunes en las ciudades, está la carbonatación, esta es una reacción que hace que la alcalinidad del concreto baje y es producida por la combinación del dióxido de carbono atmosférico, la humedad y los componentes químicos del cemento como son los hidróxidos, los cuales forma el carbonato cálcico este provoca la disminución de la alcalinidad del concreto que deja de proteger al

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