Ataques quimicos al hormigon

7/22/2019 Ataques quimicos al hormigon

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ATAQUE QUIMICO AL CONCRETO

Ing. Manuel Gonzles de la Cotera

Exposicin en el ciclo organizado por el ACI, CaptuloPeruano sobre Corrosin en Estructuras de Concreto

Diciembre 1991


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Exposicin en el ciclo organizado por el ACI, Captulo Peruano sobre Corrosin en Estructuras de Concreto

ATAQUE QUIMICO AL CONCRETO

INTRODUCCION

Los concretos constituidos con materiales apropiados convenientemente proporcionados y bienconsolidades, aseguran la durabilidad de las construcciones. Al efecto, adems de lasestructuras construidas durante el antiguo Imperio Romano, edificaciones contemporneos conms de 100 aos de antiguedad, brindan testimonio de la durabilidad dad del concreto. Sinembargo, a la par del desarrollo tecnolgico que permita utilizar cementos de mejor calidad yconcretos relativamente impermeables, la contaminacin que se acrecienta producto denuestra poca, ofrece nuevos retos a la ingeniera,

En los ltimos 50 aos se ha producido una importante cantidad de trabajos e investigacionessobre el ataque qumico al cemento y al concreto; que han sido recuperados en nutridosanlisis bibliogrficos. Sin embargo, e 1 conocimiento alcanzado no guarda relacin con lamagnitud del esfuerza.

En general se aprecia falta de correlacin en las investigaciones que en su mayora dirigen endos vertientes : sea desde un aspecto cientfico privilegiando las reacciones con que ocurrenen la matriz orientados principalmente por qumicos 0 se llevan con criterio tecnolgico, dandoimportancia a la compacidad del material y considerando la cintica de la penetracin del aguay de los gases en la estructura del concreto.

CLASIFICACIONES

La alteracin qumica del concreto puede ser de carcter intrnseco o extrnseco, segn sedeba a la reaccin de sus componentes o se origine por agentes externos.

La descomposicin del concreto puede presentarse por:

- Accin del suelo y del agua : de la napa fretica, de ros y del mar que toman contactocon las estructuras.

- Fluidos que circulan en canalizaciones o tuberas de concreto.

- Lquidos o materias secas pulvurulentas que son almacenados en reservorios o silos.

En Cuanto a la forma corno se presenta el ataque qumico, este puede darse:

1. En profundidad.- a travs de los canalculos del concreto poco compacto, por lasmicrofisuras de contraccin o los vacos que se encuentran en concretos maldosificados. Este tipo de ataque es el ms peligroso en cuanto altera la estructuramisma del concreto, es de difcil control y muchas veces imposible de corregir cuandoes detectado.

El ataque en profundidad se puede presentar en dos formas :

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a. Disolucin de compuestos solubles en el agua que se propaga en el interior delconcreto, como es el caso de las aguas cidas, que pueden provocar el debilitamientode la estructura de la pasta de cemento.

b . Expansin que se debe a los compuestos dbilmente solubles, que se forman en elinterior del concreto y que dan origen al crecimiento de cristales, que originan unapresin capaz de llevar a la ruptura de la estructura. Este es el caso de los sulfatos, quedan forma a cristales expansivos como la etringita y la thaumasita.

2. Superficial.- que acta como una forma de erosin en los concretos bien compactados.Su accin destructiva es menor y es posible tomar medidas que detengan ladegradacin del material.

La comisin de RILEM que estudia la resistencia del concreto del ataque qumica ha agrupadoen la Tabla N 1 que reproducimos, las sustancias agresivas del concreto. El ataque qumico se

puede producir con la accin de cidos, sales o bases.

TABLA N 1

- Agua Dulce- cidos

cidos Minerales cidos Orgnicoscido Brmico cido acticocido Carbonico cido frmicocido Clorhdrico cido hmicocido Crnico cido lctico Fenolcido fluorhdrico cido tnicocido sulfurado cido butricocido ntrico cido ricocido fosfrico Micro organismoscido sulfricocido sulfuroso

- Bases: NaOH, KOH, Urea,-Aminas- Sales

o Cloruros (Cas Na, HN4, Mg)o Sulfatos (Ca, K, Mg, Na, NH4)

o Nitratos y ntricos (Na, NH4, K)o Sulfuros (fe)o Acetatos (Na)o Esteres, estearatos, jabones

- Alcoholes- Soluciones de azcar- Aceites vegetal y animal- Bacterias, algas, conchuela, microorganismo

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FACTORES INTERNOS

Entre los factores internos debemos considerar las reacciones del agregado y el cementoindependientemente y la reaccin cemento agregado,

La Reaccin de los Agregados

El ataque qumico ms importante que se produce en el concreto por accin de los agregados,lo ocasiona el cido sulfrico que se forma por oxidacin de los sulfuros de fierro, ocasionandotensiones internas que llevan a la rotura del material, generalmente precedida por unacoloracin localizada de color marrn.

Fenmenos similares han sido estudiados en A-Frica del Sur, Canad y Suecia.

Los minerales de sulfuro de hierro se encuentran frecuente mente en los agregados en formade pirita, marcasita y pirratina.

La pirita se puede presentar en todo tipo de rocas gneas, sedimentarias y metamrficas SUcoloracin es amarilla, generalmente forma cristales cbicos.

La marcasita es poco comn se le encuentra en rocas sedimentarias tiene Ilustre o brillometlico, d E- color ligero. Se oxida fcilmente con liberacin de cido sulfrico y formacin dexidos e hidrxidos de hierro.

La pirratina es la menos comn y puede encontrarse en rocas gneas y metamrficas.

El 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 formadoPuede reaccionar con los productos de hidratacin del cemento y causar mayor deteriora.

Las partculas que generan mayor expansin se encuentran en dimetros comprendidos entre5 y 10 mm.

Una prueba rpida, para evaluar la capacidad expansiva del agregado, consiste en colocar unamuestra en una solucin saturada de cal. En e 1 caso de que aparezca un precipitado de colorverde azulado, de forma gelatinosa, se puede considerar los agregados como potencialmenteexpansivos. Es de advertir, que el color indicado cambia luego de algunos minutos di,

exposicin en la atmsfera,, a un color pardo.

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Reactividad del Cemento

Con el desarrollo actual de la tecnologa en la produccin de cemento y las especificacionesnormalizadas a nivel internacional, no se dan casos de deterioro del concreto por accin

qumica del cemento. Sin embargo, en atencin a la literatura tcnica y a las disposicionesnormativas, creemos necesario referirnos a desarreglos en los concretos que pudieronpresentarse hace ms de 50 aos y que en la actualidad podran ser excepcionales.

- Cal Libre

La cal libre en el cemento, Ca0, cuando excede cierto valor produce expansiones en losconcretos.

Este fenmeno ocurra inicialmente en la produccin de cemento, a principios del presentesiglo.

En la actualidad el porcentaje de cal libre en los cementos modernos no excede del 1% de sucomposicin, lo que hace imposible cualquier desarreglo. En los cementos peruanos el Ca0vara entre 0.6 y 0.8%.

A nivel internacional ninguna norma especifica un lmite a la cal libre, pues se considera queesta posibilidad es inactual y por razn del mtodo de ensayo.

Sin embargo, en las condiciones fsicas requeridas por la norma, se limita la expansin demuestras prismticas y de cemento colocadas en autoclave, a temperatura y presindeterminada. Este ensayo normalizado por la ASTM acelera la eventual accin de la cal libre yla estabilidad de la muestra garantiza la calidad del cemento.

Como un indicador adicional , puede considerarse que un cemento con bajo contenido de

residuo insoluble, es un cemento bien calcinado y con escaso riesgo de cal libre.

La cal libre se puede presentar por las siguientes consideraciones

- Combinacin incompleta de los constituyentes del crudo, por molturacin yhomogenizacin insuficiente.

- Exceso de material grueso, de la caliza del crudo por molienda incompleta, que impideque la reaccin con los elementos arcillosos en el proceso de clinkerizacin.

- Elevado dosaje de xido de calcio en el crudo, que impide que la totalidad de este

xido se combine con los xidos de slice, aluminio y fierro en el proceso declinkerizacin.

- Proceso de segregacin en el horno o temperatura de calcinacin por debajo del nivelptimo.

Debe advertirse que eventualmente puede encontrarse el Ca0 como cal liberada, en cuanto elsilicato triclcico es un compuesto metaestable que tiende a convertirse en silicato biclcicoms Cao. El xido desprendido del Silicato triclcico se encuentra en estado amorfo, de fcilreaccin con e 1 agua de hidratacin y puede ocasionar expansiones que desaparecen en unbreve lapso.

- Magnesia

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La magnesia u xido de magnesio MgO se encuentra en los cementos portland proveniente delcarbonato de magnesia componente de las calizas; que aproximadamente significan las 7.14partes de la composicin del crudo. El carbonato se disocia en xido de magnesio y dixido decarbono. La magnesia no se combina con los otros xidos de cemento y se mantiene ensolucin slida en los minerales del clinker.

Cuando la magnesia se encuentra en -forma cristalizada, COMO periclasa, al hidratarsepresenta expansin de volumen y puede producir la fractura del concreto. Cuando la magnesiase presenta en forma de vidrio es inofensiva.

Las normas limitan el contenido de xido de magnesio a 5%, que es la cantidad mxima que esposible entre a formar solucin slida en las fases del clinker.

Por las caractersticas de las materias primas de los cementos peruanos , de muy bajocontenido de magnesia, el MgO de los cementos se encuentra entre 1.1 y 3.2%.

En algunas plantas cementeras, especialmente en Brasil y Sudfrica, con altos contenidos decarbonato de magnesia en sus yacimientos, se' realiza un rpido enfriamiento del Clinker, a fin

d e que la magnesia se manifieste en estado vitrio, y no sea expansiva.

La expansin de la magnesia se produce generalmente luego de un perodo prolongado, y paraidentificarla en el concreto es necesario someter las muestras a un anlisis por microscopio.

La norma ASTM prescribe adems la prueba de expansin en autoclave, para asegurar por elensayo acelerado la estabilidad del cemento.

Reaccin lcalis - Agregados

Una de las causas del deterioro del concreto, que ha sido objeto de ms estudios en los treintaltimos aos es la denominada reaccin lcali-agregado, que se origina entre determinadosagregados activos y los xidos de sodio y potasio del cemento. La reaccin se inicia en la

superficie del agregado y se produce en la interfase con la pasta de cementos formando un gelque toma agua y se dilata creando presiones internas que llevan a la rotura del material.

El fenmeno fue descubierto en los Estados Unidos en 1938.

Los primeros estudios fueron realizados por Stanton, dos aos despus.

La reaccin lcali agregado comprende los Siguientes sistemas :

- Reaccin lcali-silice- Reaccin lcali-silicato- Reaccin lcali-carbonato

Reaccin Alcali Slice:

La reaccin lcali-slice se ha presentado nicamente en algunas regiones del globo. Seencuentra de manera preponderante en los Estados Unidos de Norteamrica, extendida en lazona central que comprende los estados de Oklahoma, Kansas, Nebrasca e Iowa. Tambin enalgunas reas de Australia, Nueva Zelandia, Dinamarca y la Indica.

En Latinoamrica, no se han presentado desarreglos de este tipo, con excepcin de algunoslocalizados en Brasil y Chile. En el Per, no se conocen casos, pero tampoco se cuenta con unestudio de yacimientos de agregados a nivel nacional.

Para que se produzca la reaccin se requiere la presencia de 3 condiciones :

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- Agregados reactivos- Cemento con alto contenido de lcalis- Humedad

Estas reacciones se presentan con mayor intensidad en climas clidos por 105 siguientes -

factores 1 humedad ambiente elevada; temperatura, en especial creciente de 20* a 40*C yfisuras de contraccin plstica.

Los agregados en los cuales se puede presentar la reaccin provienen de los siguientes tiposde rocas, de acuerdo a la informacin del ACI : Las calcedonias y calcedonias opalinas, calizassilicosas, las riolticas y tobas rioliticas.. las dacticas y las tobas dacticas, las andesiticas ytobas andesticas y filitas.

En la Tabla II se da referencia a las sustancias reactivas de acuerdo a la experienciaamericana, conforme las recoge el ACI.

La reaccin entre los lcalis del cemento y del agregado, es de carcter expansivo, dandocomo resultados el agrietamiento del concreto.

TABLA N II

SustanciasReactivas

ComposicinQumica

CaractersticasFsicas

Opalo SiO2.nH2O AmorfosCalcedonia SiO2 Microcristalino a

criptocristalino; comnmentefibroso

Formas dequarzo

SiO2 (a) Microcristalino a(b) Criptocristalino, pero

intensamentefracturado. Y/oinclusin relleno

Cristobalita SiO2 CristalinoRiolco, dacitico, latitico, oandesitico, vitrio ocriptocristalino, diversificacinde productos

Siliceos con menosproporciones de Al203,Fe2O22, tierra alcalina ylcalis

Vitrio o materialescriptocristalino como matriz derocas volcnicas o fragmentosen los tufos

Siliceos sintticos vitrios Siliceos con menor proporcinde lcalis, alumina, y/o otrassustancias

Vitrios

La reaccin slice agregado se presenta formando dos zonas alrededor de los agregadosfracturados y a lo largo del plano de rotura.

Una de ellas externa y oscura es un gel rico en xido de slice cal y potasio. La otra interna yblanca est formada por cristales dispersos conteniendo slice cal y potasio.

El agrietamiento, en concretos con restricciones tiene la forma de un "mapa". En concretoarmado las fisuras pueden ser paralelas al refuerzo. A travs de las grietas se efecta laexudacin del gel con carcter viscoso, que en contacto con C 0 de la atmsfera endurece conuna coloracin blanca.

El estudio con el microscopio de la pelcula blanca del exterior del concreto solo es til paraevitar confundirlo con la carbonatacin del hidrxido de calcio, producto de la hidratacin delcemento.

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La nica manera de determinar la presencia de la reaccin es obtener muestras del gel, que seencuentra en el interior de los vacos y grietas, alrededor de los agregados reactivos, medianteel microscopio, utilizando lminas pulimentadas con una ampliacin por 50.

Evidentemente la solucin del problema de la reaccin agregados resulta aparentemente

obvias recomendndose :

- utilizar agregados estables con cemento Prtland comn- Utilizar agregados reactivos con un cemento Prtland con reducido porcentaje de

lcalis.

Resulta sin embargo, que cuando no se tiene conocimiento previo del comportamiento activodel agregado, no existe

un mtodo rpido y seguro para evaluar a los agregados.

Usualmente, se parte por la investigacin petrogrfica de los agregados para lo cual se cuentacon la norma ASTM C-295. Sin embargo, este procedimiento no slo requiere experiencia en

los tcnicos que lo aplican, sino es limita do, pues nicamente produce resultados deorientacin.

Un mtodo de estudio, sobre el que existe importante conocimiento e 5 el mtodo qumico quedetermina la reactividad potencial de los agregados, con la norma ASTM C-289. En la prcticaslos resultados que se obtienen no son claros y en la mayora de los casos se requiere de otrotipo de ensayos. A pesar de ello, esta norma es de extendida aplicacin por SU rapidez yfacilidad de ejecucin, en cuanto se trata de medir la reduccin de la alcalinidad de unasolucin de hidrxido de sodio cuando se encuentran en contacto con agregado molturado,determinndose la calidad de slice disuelta

El mtodo ms concluyente es el -,que determina la potencial reactividad alcalina de lacombinacin de cemento y agregado, que ha sido normalizada por la ASTM en la

especificacin C-227. La dificultad de este procedimiento est en que requiere un largoproceso, no menor de 6 meses para determinar el comportamiento d el agregado.

El mtodo en su esencia es simple, consiste en preparar un espcimen prismtico del mortero,utilizando el agregado en estudio, con granulometra especificada y un cemento con contenidode lcalis mayor del 0.6%. Los especimenes se conservan en agua a 38*C, midindose suexpansin luego de 3 a 6 meses. El agregado se considera reactivo, si el incremento delongitud del espcimen es ms del 0.05% en el primer caso, y de ms del 0.1% al trmino dela prueba.

El empleo de Cemento con bajo contenido de lcalis, que la norma ASTM C-150 indica para elcaso de agregados reactivos, limita el contenido de lcali del cemento en 0.6%, expresado enxido de sodio segn la relacin (Na20 + 0.658K20).

En la actualidad, existe cierto consenso de que sta regulacin es excesiva. En los EstadosUnidos la Agencia Federal de Energa ha propuesto - SU modificacin, considerando que stereducido porcentaje obliga a un alto consumo de energa. Por otra parte, la moderna tecnologaproductiva incrementa el porcentaje de lcalis.

La tendencia europea especficamente en Alemania y Dinamarca, tienden a dar msresponsabilidad al diseo de mezclas, para la seleccin del cemento teniendo en cuenta lareactividad del agregado y el contenido de lcalis por unidad de volumen del concreto.

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Reaccin Alcali-Carbonato

Este tipo de reaccin se produce por los lcalis del cemento que actan sobre ciertosagregados calcreos, como por ejemplo, los calcreos de grano fino que contienen arcilla, queson 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 transformacinde la dolomita en calcita y brucita, fuertemente expansiva, que tiene la forma de un gel queorigina una presin debido al crecimiento de los cristales.

Para apreciar las posibilidades expansivas de los materiales calcreos se utiliza la normaASTM 596-69 (1986) "Potencial alkali reactivity of carbonate for concrete aggregates (rockcylinder method").

Reaccin Alcali-Silicato :

Este tipo de reaccin no debe ser confundida con aquellas otras comprendidas dentro de ladenominacin lcali-agrega dos. Sin embargo, e n algunos casos _puede presentarseconjuntamente 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 deciertos filosilicatos.

En general, el conocimiento de este fenmeno es incipiente y ms complejo y no se ha llegadoa conclusiones sobre la expansin y la deteriorizacin que ocasionan.

FACTORES EXTERNOS

Ataque d Sulfato

Una de las formas ms frecuentes de ataque qumico al concreto es la accin de los sulfatos.Se estima que el 75% de las publicaciones que tratan de la durabilidad del concreto se ocupan

de este tema.

El in sulfato aparece en mayor o menor proporcin en todas las aguas libres subterrneas. Elcontenido de in sulfato de las aguas subterrneas es considerable en los terrenos arcillosos,constituyendo uno de los ms importantes alimentos de los vegetales.

En zonas ridas los sulfatos se pueden presentar en las arenas como material de aporte y enrocas carbonatadas de origen sedimentario.

Los sulfatos ms abundantes en los', suelos son : sulfatos de calcio, de magnesia, de sodio ycalcio y de sodio, todos ellos de diferente solubilidad.

La accin de los sulfatos se produce sobre el hidrxido de calcio y fundamentalmente sobre el

aluminato de calcio C3A y el ferroaluminato tetraclcico C3FA

El ataque del sulfato se manifiesta con una exudacin de apariencia blanquecina yagrietamiento progresivo que reduce al concreto a un estado quebradizo y hasta suave.

La accin del sulfato de calcio es relativamente simple, ataca al aluminato triclcico y en menormedida al ferro aluminato tetraclcico, produciendo sulfo aluminato triclcico (etringuita) ehidroxido de calcio (portlandita).

La accin del sulfato de sodio es doble, reacciona primero con el hidrxido de calcio generandodurante la hidratacin del cemento, formando sulfato de calcio e hidrxido de sodio. A su vez elsulfato de calcio ataca al aluminato triclcico formando etringita.

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La accin del sulfato de magnesio es la que produce un mayor dao, en cuanto acta sobre lasfases de la pasta de cemento, como son los silicatos clcicos, mediante una serie de accionescomplejas que modifican 'el PH de las pastas de cemento.

La Tabla III expresa de manera esquemtica las reacciones ms comunes.

Debe distinguirse que en yeso secundario, que produce expansin en el agrietamiento difierede la accin del Yeso que se agrega al clinker, en la molienda, que no se encuentra en estadolibre en el concreto endurecido. Asimismo, la etringita que se forma durante el fraguado delcemento, se transforma rpidamente en monosulfatoaluminato clcico.

Para impedir la accin destructiva de los sulfatos, es indispensable la buena compasidad de losconcretos. Adems, es posible seleccionar cementos portland con la calidad adecuada como

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los denominados en la normalizacin como el tipo II, de moderada resistencia a los sulfatos y eltipo V, de alta resistencia a los sulfatos.

Estos cementos se caracterizan por su contenido mximo de aluminato triclcico, 8% en elprimer tipo y 5% en el segundo. El tipo V, tiene corno condicin adicional que la suma de los

contenidos de aluminato triclcico y ferroaluminato triclcico debe ser menor que el 25%

En el caso del cemento 'tipo V existe la alternativa de no considerar el lmite indicado cuandoen el ensayo normalizado, de expansin de una probeta prismtica, en solucin de sulfato y alcabo de 14 das no es mayor del 0.04%.

Otra alternativa vlida, para determinados tipos de ataque es la eleccin de cementospuzolnicos, que fijan el hidrxido de calcio libre y desactivan en parte la accin sobre elaluminio. En estos casos se requieren que la accin del sulfato se produzca a posterior de laaccin de la puzolana.

Algunas entidades de reconocida solvencia tcnica como ACI Y el CEMBUREAU hanformulado recomendaciones para evitar el dao que puede hacer los sulfatos sobre el concreto,

la Tabla IV del ACI expresa una importante experiencia.

Debe considerarse que los climas clidos, la temperatura incrementa la solubilidad de las salesy posteriormente su reaccin con los productos de hidratacin del cemento.

Adicionalmente, estas reacciones se ven sujetas a una mayor velocidad de reabastecimientodel sulfato que se pierde en la reaccin con el cemento.

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Accin del Agita de Mar

La accin del agua de mar en el concreto ha sido materia de numerosas investigaciones ytrabajos, desde el inicio del siglo. Existe una tendencia que considera el ataque del agua demar 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 defactores mecnicos como la erosin y la accin de. las mareas, que modifican las condicionesde inmersin, aparte de los actores biolgicos.

Puede asegurarse que la accin del agua de mar difiere a la accin conjunta o independientede los sulfatos que contiene. Como en otros casos, la durabilidad del concreto se asegura porsu buena compasidad. En este sentido, en las investigaciones que se realizan, resulta esencialdefinir la porosidad del cemento y del concreto, sea la abierta y total, la dimensin y geometrade 1 C35 poros la distribucin granulomtrica.

El ataque del agua de mar corresponde a la de las sales disueltas, principalmente cloruros ysulfatos sobre los constituyentes del cemento por cuanto ninguno de los componenteshidratados son estables al medio marino. Las reacciones caractersticas en el ataque se

presentan sobre el hidrxido de sodio y el aluminato triclcico. La Tabla V da una orientacinEsquemtica de las reacciones que se producen.

En todo caso para una mejor apreciacin del problema, es conveniente separarlo segn elestado 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 me ora las caractersticas del concreto a los agentesagresivos por la formacin de una capa protectora constituida por microcristales de carbonatode clcico.

En inmersin alternada o semi-inmersin e 1 ataque es de carcter fsico y qumico debido a laaccin mecnica de las olas, al fenmeno de contraccin y evaporacin alternada que lleva la

fisuracin en la zona de marea. La cristalizacin expansva de ciertas sales, la corrosineventual de las armaduras, con expansin del concreto y tambin las variaciones de clima.

Ataque Por cido

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 elhidroxido de sodio. Los parmetros que gobiernan el ataque estrictamente cido son la fuerzadel lkali y su concentracin, vale decir el valor del Ph.

La gran influencia del Ph, e 5 la razn Por la cul se puede estimar que las agitas cidas dereducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente los concretos. Cualquiera que sea el cementoutilizado. En la prcticas puede estimarse que ningn cemento portland resiste la accin de

aguas con Ph inferior a 4. De otro 1 ado los cementos portland corrientes resisten sin mayoresdaos la accin de aguas con valores de Ph superior a 6.

No es procedente considerar que u- 1 valor del Ph es el nico factor determinante en el ataquede los cidos. En efecto, la velocidad de difusin y de llenado de los vacos intersticiales es degran importancia, especialmente si esta accin se produce bajo presin.

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DETERMINACIN DEL CONCRETO POR AGUI DE MAR

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Los cidos orgnicos tienen una actividad menos predacible que la de los cidos inorgnicos,por ejemplo, el cido exlico, que forma una sal de calcio casi insolubles no tiene efecto sobrelos concretos del cemento portland, mientras que el cido actico, el cual forma una sal decalcio soluble, es muy perjudicial. El cido lctico, que e encuentra en las leches agrias, atacaal concreto y ha causado deterioro de pisos y secadores en las lecheras y plantas defabricacin de mantequilla y queso. El cido butrico que tambin es producto de la rancidezpuede asociarse con el cido lctico y se piensa que tiene un efecto perjudicial similar. Contraesta evidencia se ha encontrado que los tanques de concreto de cemento portland tienen unavida razonable cuando se usa para almacenar productos de fermentacin conteniendo entreotros, cidos butrico, lctico y actico.

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Carbonatacin

La carbonatacin comprende todos 1 os fenmenos que resultan de la accin del dioxido decarbono sobre la pasta. de cemento o el concreto ella acta sobre 1 os constituyentes anhidroso hidratados del cemento, neutralizando su bacisidad.

Si bien el xido de calcio es el componente hidratado ms sensible del cemento a lacarbonatacin.. sta tambin acta sobre los silicatos clcicos hidratados.

La carbonatacin del concreto depende de numerosos parmetros internos o externos, como lahumedad relativa, la temperatura y presin la permeabilidad y porosidad del concreto. Debeconsiderarse, que todos estos +actores son dependientes del dosaje de cemento, de lascondiciones de hidratacin, de la cantidad de agua y de la edad del concreto.

La velocidad de penetracin de la carbonatacin es materia de variadas frmulas. Una de ellasse expresa en la siguiente relacin:

t = k . x2

siendo t el tiempo que requiere la carbonatacin del concreto en una profundidad x, siendoUna constante de acuerdo a las caractersticas del concreto.

La velocidad de la carbonatacin est adems en razn directa con la humedad del concreto yla humedad relativa del entorno.

La carbonatacin puede tener un aspecto beneficioso de proteccin en concreto, como sucedeen 1 os elementos martimos inmersos. Sin embargo, tiene efectos negativos, Pues es un factorimportante en la corrosin de las barras de refuerzo y en la contraccin y fisuracin delconcreto. Generalmente la contraccin por carbonatacin no es identificada y es asumidadentro de los valores de contraccin y fisuracin por secado.

Ataque de agentes biolgicos

Los agentes biolgicos que pueden actuar sobre el concreto generando un deterioro de ordenqumico, son diferentes tipos de microorganismos : bacterias, hongos y lquenes, estos ltimosen cuanto forman colonias de tamao microscpico. El desarreglo que generan es superficial yslo se produce en concretos carbonatados, hmedos, cuya superficie se encuentra sucia o haacumulado materia orgnica que sustente su crecimiento El ataque no es directo sino por laaccin qumica del metabolismo.

Los microorganismos no pueden existir dentro del concreto, por constituir un ambiente hostil,no slo carente de nutrientes orgnicos sino con un valor de Ph alto que impide su vida.

Se ha comprobado tambin deterioros en los concretos en obras martimos y en zonascosteras, especialmente en climas clidos por la accin de moluscos marinos que llegan aperforar el material con una accin combinada qumica y mecnica.

Caso de tuberas de desagues

La destruccin de concreto en los sistemas de alcantarilla do.. tiene un origen bacterial, debidoal cido sulfrico que producen ciertas bacterias cuando el oxgeno que se encuentra en latubera tiende a agotarse. En este caso los organismos anaerbicos reducen los sulfatos ycompuestos orgnicos sulfurados del desague a sulfuro de hidrgeno y sulfuros orgnicosvoltiles que atacan la superficie interior de las tuberas de concreto, suprimiendo la adherenciaentre la pasta y el agregado.

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La destruccin del concreto es producto de reacciones complejas del cido con la cal hidrataday los compuestos bsicos del cemento formando sulfato de calcio y sulfoaluminato de calcio(etringita).

La deterioracin del concreto se efecta en dos tiempos, inicialmente por la formacin de yeso

y luego por la formacin de etringita. Se han efectuado estudios que abonan en el mejorcomportamiento de 1 os cementos resistentes a los sulfatos.

La correccin del problema puede darse de diferentes maneras, examinando las causas comoson : baja velocidad de flujo, largo tiempo de retencin o contenido orgnico elevado. en ldesague

Las soluciones abarcan 1 el uso de bactericidas, el incremento de la ventilacin o inyeccin deoxgeno, la adicin de cal para elevar el Ph o finalmente la limpieza peridica.

Productos Industriales

Azcares.- los azcares se encuentran en variedad de vegetales que constituyen insumos

industriales. Los azcares atacan el concreto formando sales de calcio denominadas sacaratos,con el hidrxido de calcio de la pasta, originando la ruptura de la fase de silicatos y la perdidade resistencias.

Las grasas y aceites, animales y vegetales, son dainos cuando estn compuestos deglicerinas y un cido graso. Esto abarca el cebo y la manteca, el aceite de palma y otrosaceites vegetales.

Los aceites de petrleo no reaccionan qumicamente con el concreto.

El nmero de sustancias qumicas industriales es muy amplia. El ACI ha efectuado un estadocomentado de ms de 200 sustancias qumicas que se encuentran en la industria en lapublicacin "A Guide to the Use of Waterproofing, Dampproofing, Protectve, and Decorative

Barrier Systems for Concrete .

Medidas de Prevencin

El Cembureau ha preparado dos tablas con recomendaciones para el empleo del concreto enmedios agresivos. En una de ellas clasifica el grado de ataque de aguas y suelos obre elConcreto, considerando un estado de inmersin permanente. El grado de ataque qumico sedetermina por el anlisis de la muestra o el suelo obtenido en el sitio.

En otro cuadro se dan las recomendaciones para el diseo d e 1 concreto de acuerdo al gradode ataque previsible. Estos valores deben ser considerados en todos los casos como valoresde referencia. Por ejemplo el dosaje mnimo de cemento corresponde a un agregado tamaomximo de 30 mm., por 1 o que se estima prudente una variacin inversamente proporcional a

una modificacin del tamao.

sitio. En otro cuadro se dan las recomendaciones para el diseo d e 1 concreto de acuerdo algrado de ataque previsible. Estos valores deben ser considerados en todos los casos comovalores de referencia. Por ejemplo el dosaje mnimo de cemento corresponde a un agregadotamao mximo de 30 mm, por 1 o que se estima prudente una variacin inversamenteproporcional a una modificacin del tamao.

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ATAQUE QUMICO DEL CONCRETO POR AGUASY SUELOS CONTENIENDO AGENTES AGRESIVOS

Nota.- Los espacios marcados con X representa condiciones de ataque que no se hanencontrado en la prctica.

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ATAQUE QUMICO DEL CONCRETO POR AGUASY SUELOS CONTENIENDO AGENTES AGRESIVOS

MEDIDAS A TOMAR

OC : Cemento ordinarioSRC : Cemento resistente a los sulfatos

Nota Los cementos resistentes a los sulfatos, son denominados de manera particular encada pas.

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Ataques quimicos al hormigon

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