Mgc22 Ataque Concreto

ATAQUE QUIMICO AL CONCRETO

Ing. Manuel Gonzáles de la Cotera

Exposición en el ciclo organizado por el ACI, Capítulo Peruano sobre Corrosión en Estructuras de Concreto

Diciembre 1991


ATAQUE QUIMICO AL CONCRETO INTRODUCCION Los concretos constituidos con materiales apropiados convenientemente proporcionados y bien consolidades, 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 antiguedad, 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, e 1 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. CLASIFICACIONES 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 pulvurulentas que son almacenados en reservorios o silos. En Cuanto a la forma corno se presenta el ataque químico, este puede darse: 1. En profundidad.- a través de los canalículos del concreto poco compacto, por las

microfisuras 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 :

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a. 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.

b . 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.

2. 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.

TABLA Nº 1

- Agua Dulce - Ácidos

Ácidos Minerales Ácidos Orgánicos

Ácido Brómico Ácido acético Ácido Carbonico Ácido fórmico Ácido Clorhídrico Ácido húmico Ácido Crónico Ácido láctico Fenol Ácido fluorhídrico Ácido tánico Ácido sulfurado Ácido butírico Ácido nítrico Ácido úrico Ácido fosfórico Micro organismos Ácido sulfúrico Ácido sulfuroso

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

o Cloruros (Cas Na, HN4, Mg) o Sulfatos (Ca, K, Mg, Na, NH4) o Nitratos y nítricos (Na, NH4, K) o Sulfuros (fe) o Acetatos (Na) o Esteres, estearatos, jabones

- Alcoholes - Soluciones de azúcar - 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 cemento independientemente y la reacción cemento agregado, La Reacción de los Agregados El ataque químico más importante que se produce en el concreto por acción de los agregados, lo ocasiona el ácido sulfúrico que se forma por oxidación de los sulfuros de fierro, ocasionando tensiones internas que llevan a la rotura del material, generalmente precedida por una coloración localizada de color marrón. Fenómenos similares han sido estudiados en A-Frica del Sur, Canadá y Suecia. Los minerales de sulfuro de hierro se encuentran frecuente mente en los agregados en forma de pirita, marcasita y pirratina. La pirita se puede presentar en todo tipo de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas SU coloración es amarilla, generalmente forma cristales cúbicos. La marcasita es poco común se le encuentra en rocas sedimentarias tiene Ilustre o brillo metálico, d E- color ligero. Se oxida fácilmente con liberación de ácido sulfúrico y formación de óxidos e hidróxidos de hierro. La pirratina es la menos común y puede encontrarse en rocas ígneas y metamórficas. El mecanismo de degradación podría ser el siguiente La pirrotita inestable se óxido primero :

El ácido sulfúrico reacciona con el CaCo, si esta presente en el agregado, para formar yeso, resultando la expansión del agregado:

El Ácido sulfúrico reacciona también con los productos de hidratación del cemento:

Mientras que la reacción anterior, en si misma Puede producir expansión, el yeso así formado Puede reaccionar con los productos de hidratación del cemento y causar mayor deteriora. Las partículas que generan mayor expansión se encuentran en diámetros comprendidos entre 5 y 10 mm. Una prueba rápida, para evaluar la capacidad expansiva del agregado, consiste en colocar una muestra en una solución saturada de cal. En e 1 caso de que aparezca un precipitado de color verde azulado, de forma gelatinosa, se puede considerar los agregados como potencialmente expansivos. Es de advertir, que el color indicado cambia luego de algunos minutos di, exposición en la atmósfera,, a un color pardo.

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Reactividad del Cemento Con el desarrollo actual de la tecnología en la producción de cemento y las especificaciones normalizadas a nivel internacional, no se dan casos de deterioro del concreto por acción química del cemento. Sin embargo, en atención a la literatura técnica y a las disposiciones normativas, creemos necesario referirnos a desarreglos en los concretos que pudieron presentarse hace más de 50 años y que en la actualidad podrían ser excepcionales. - Cal Libre La cal libre en el cemento, Ca0, cuando excede cierto valor produce expansiones en los concretos. Este fenómeno ocurría inicialmente en la producción de cemento, a principios del presente siglo. En la actualidad el porcentaje de cal libre en los cementos modernos no excede del 1% de su composición, lo que hace imposible cualquier desarreglo. En los cementos peruanos el Ca0 varía entre 0.6 y 0.8%. A nivel internacional ninguna norma especifica un límite a la cal libre, pues se considera que esta posibilidad es inactual y por razón del método de ensayo. Sin embargo, en las condiciones físicas requeridas por la norma, se limita la expansión de muestras prismáticas y de cemento colocadas en autoclave, a temperatura y presión determinada. Este ensayo normalizado por la ASTM acelera la eventual acción de la cal libre y la 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

- Combinación incompleta de los constituyentes del crudo, por molturación y homogenización insuficiente.

- Exceso de material grueso, de la caliza del crudo por molienda incompleta, que impide

que la reacción con los elementos arcillosos en el proceso de clinkerización.

- Elevado dosaje de óxido de calcio en el crudo, que impide que la totalidad de este óxido se combine con los óxidos de sílice, aluminio y fierro en el proceso de clinkerización.

- Proceso de segregación en el horno o temperatura de calcinación por debajo del nivel

óptimo. Debe advertirse que eventualmente puede encontrarse el Ca0 como cal liberada, en cuanto el silicato tricálcico es un compuesto metaestable que tiende a convertirse en silicato bicálcico más Cao. El óxido desprendido del Silicato tricálcico se encuentra en estado amorfo, de fácil reacción con e 1 agua de hidratación y puede ocasionar expansiones que desaparecen en un breve lapso.

- Magnesia

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La magnesia u óxido de magnesio MgO se encuentra en los cementos portland proveniente del carbonato de magnesia componente de las calizas; que aproximadamente significan las 7.14 partes de la composición del crudo. El carbonato se disocia en óxido de magnesio y dióxido de carbono. La magnesia no se combina con los otros óxidos de cemento y se mantiene en solución sólida en los minerales del clinker. Cuando la magnesia se encuentra en -forma cristalizada, COMO periclasa, al hidratarse presenta expansión de volumen y puede producir la fractura del concreto. Cuando la magnesia se presenta en forma de vidrio es inofensiva. Las normas limitan el contenido de óxido de magnesio a 5%, que es la cantidad máxima que es posible entre a formar solución sólida en las fases del clinker. Por las características de las materias primas de los cementos peruanos , de muy bajo contenido de magnesia, el MgO de los cementos se encuentra entre 1.1 y 3.2%. En algunas plantas cementeras, especialmente en Brasil y Sudáfrica, con altos contenidos de carbonato de magnesia en sus yacimientos, se' realiza un rápido enfriamiento del Clinker, a fin d e que la magnesia se manifieste en estado vitrio, y no sea expansiva. La expansión de la magnesia se produce generalmente luego de un período prolongado, y para identificarla en el concreto es necesario someter las muestras a un análisis por microscopio. La norma ASTM prescribe además la prueba de expansión en autoclave, para asegurar por el ensayo acelerado la estabilidad del cemento. Reacción Álcalis - Agregados Una de las causas del deterioro del concreto, que ha sido objeto de más estudios en los treinta últimos años es la denominada reacción álcali-agregado, que se origina entre determinados agregados activos y los óxidos de sodio y potasio del cemento. La reacción se inicia en la superficie del agregado y se produce en la interfase con la pasta de cementos formando un gel que toma agua y se dilata creando presiones internas que llevan a la rotura del material. El fenómeno fue descubierto en los Estados Unidos en 1938. Los primeros estudios fueron realizados por Stanton, dos años después. La reacción álcali agregado comprende los Siguientes sistemas :

- Reacción álcali-silice - Reacción álcali-silicato - Reacción álcali-carbonato

Reacción Alcali – Sílice: La reacción álcali-sílice se ha presentado únicamente en algunas regiones del globo. Se encuentra de manera preponderante en los Estados Unidos de Norteamérica, extendida en la zona central que comprende los estados de Oklahoma, Kansas, Nebrasca e Iowa. También en algunas áreas de Australia, Nueva Zelandia, Dinamarca y la Indica. En Latinoamérica, no se han presentado desarreglos de este tipo, con excepción de algunos localizados en Brasil y Chile. En el Perú, no se conocen casos, pero tampoco se cuenta con un estudio de yacimientos de agregados a nivel nacional. Para que se produzca la reacción se requiere la presencia de 3 condiciones :

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

Estas reacciones se presentan con mayor intensidad en climas cálidos por 105 siguientes -factores 1 humedad ambiente elevada; temperatura, en especial creciente de 20* a 40*C y fisuras de contracción plástica. Los agregados en los cuales se puede presentar la reacción provienen de los siguientes tipos de rocas, de acuerdo a la información del ACI : Las calcedonias y calcedonias opalinas, calizas silicosas, las riolíticas y tobas rioliticas.. las dacíticas y las tobas dacíticas, las andesiticas y tobas andesíticas y filitas. En la Tabla II se da referencia a las sustancias reactivas de acuerdo a la experiencia americana, conforme las recoge el ACI. La reacción entre los álcalis del cemento y del agregado, es de carácter expansivo, dando como resultados el agrietamiento del concreto.

TABLA Nº II

Sustancias Reactivas

Composición Química

Características Físicas

Opalo SiO2.nH2O Amorfos Calcedonia SiO2 Microcristalino a

criptocristalino; comúnmente fibroso

Formas de quarzo

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

intensamente fracturado. Y/o inclusión relleno

Cristobalita SiO2 Cristalino Riolíco, dacitico, latitico, o andesitico, vitrio o criptocristalino, diversificación de productos

Siliceos con menos proporciones de Al203, Fe2O22, tierra alcalina y álcalis

Vitrio o materiales criptocristalino como matriz de rocas volcánicas o fragmentos en los tufos

Siliceos sintéticos vitrios Siliceos con menor proporción de álcalis, alumina, y/o otras sustancias

Vitrios

La reacción sílice agregado se presenta formando dos zonas alrededor de los agregados fracturados y a lo largo del plano de rotura. Una de ellas externa y oscura es un gel rico en óxido de sílice cal y potasio. La otra interna y blanca está formada por cristales dispersos conteniendo sílice cal y potasio. El agrietamiento, en concretos con restricciones tiene la forma de un "mapa". En concreto armado las fisuras pueden ser paralelas al refuerzo. A través de las grietas se efectúa la exudación del gel con carácter viscoso, que en contacto con C 0 de la atmósfera endurece con una coloración blanca. El estudio con el microscopio de la película blanca del exterior del concreto solo es útil para evitar confundirlo con la carbonatación del hidróxido de calcio, producto de la hidratación del cemento.

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La única manera de determinar la presencia de la reacción es obtener muestras del gel, que se encuentra en el interior de los vacíos y grietas, alrededor de los agregados reactivos, mediante el microscopio, utilizando láminas pulimentadas con una ampliación por 50. Evidentemente la solución del problema de la reacción agregados resulta aparentemente obvias recomendándose :

- utilizar agregados estables con cemento Pórtland común - Utilizar agregados reactivos con un cemento Pórtland con reducido porcentaje de

álcalis. Resulta sin embargo, que cuando no se tiene conocimiento previo del comportamiento activo del agregado, no existe un método rápido y seguro para evaluar a los agregados. Usualmente, se parte por la investigación petrográfica de los agregados para lo cual se cuenta con la norma ASTM C-295. Sin embargo, este procedimiento no sólo requiere experiencia en los técnicos que lo aplican, sino es limita do, pues únicamente produce resultados de orientación. Un método de estudio, sobre el que existe importante conocimiento e 5 el método químico que determina la reactividad potencial de los agregados, con la norma ASTM C-289. En la prácticas los resultados que se obtienen no son claros y en la mayoría de los casos se requiere de otro tipo de ensayos. A pesar de ello, esta norma es de extendida aplicación por SU rapidez y facilidad de ejecución, en cuanto se trata de medir la reducción de la alcalinidad de una solución de hidróxido de sodio cuando se encuentran en contacto con agregado molturado, determinándose la calidad de sílice disuelta El método más concluyente es el -,que determina la potencial reactividad alcalina de la combinación de cemento y agregado, que ha sido normalizada por la ASTM en la especificación C-227. La dificultad de este procedimiento está en que requiere un largo proceso, no menor de 6 meses para determinar el comportamiento d el agregado. El método en su esencia es simple, consiste en preparar un espécimen prismático del mortero, utilizando el agregado en estudio, con granulometría especificada y un cemento con contenido de álcalis mayor del 0.6%. Los especimenes se conservan en agua a 38*C, midiéndose su expansión luego de 3 a 6 meses. El agregado se considera reactivo, si el incremento de longitud del espécimen es más del 0.05% en el primer caso, y de más del 0.1% al término de la prueba. El empleo de Cemento con bajo contenido de álcalis, que la norma ASTM C-150 indica para el caso de agregados reactivos, limita el contenido de álcali del cemento en 0.6%, expresado en óxido de sodio según la relación (Na20 + 0.658K20). En la actualidad, existe cierto consenso de que ésta regulación es excesiva. En los Estados Unidos la Agencia Federal de Energía ha propuesto - SU modificación, considerando que éste reducido porcentaje obliga a un alto consumo de energía. Por otra parte, la moderna tecnología productiva incrementa el porcentaje de álcalis. La tendencia europea específicamente en Alemania y Dinamarca, tienden a dar más responsabilidad al diseño de mezclas, para la selección del cemento teniendo en cuenta la reactividad del agregado y el contenido de álcalis por unidad de volumen del concreto.

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Reacción Alcali-Carbonato Este tipo de reacción se produce por los álcalis del cemento que actúan sobre ciertos agregados calcáreos, como por ejemplo, los calcáreos de grano fino que contienen arcilla, que son reactivos y expansivos. Este fenómeno se presenta de preferencia cuando el concreto está sometido a atmósfera húmeda. Se ha planteado que la expansión se debe a la transformación de la dolomita en calcita y brucita, fuertemente expansiva, que tiene la forma de un gel que origina una presión debido al crecimiento de los cristales. Para apreciar las posibilidades expansivas de los materiales calcáreos se utiliza la norma ASTM 596-69 (1986) "Potencial alkali reactivity of carbonate for concrete aggregates (rock cylinder method"). Reacción Alcali-Silicato : Este tipo de reacción no debe ser confundida con aquellas otras comprendidas dentro de la denominación álcali-agrega dos. Sin embargo, e n algunos casos _puede presentarse conjuntamente con la reacción álcali-sílice. Se caracteriza porque progresa más lentamente y forma gel en muy pequeña cantidad. Se estima que esta reacción Se debe a la presencia de ciertos filosilicatos. En general, el conocimiento de este fenómeno es incipiente y más complejo y no se ha llegado a conclusiones sobre la expansión y la deteriorización que ocasionan.

FACTORES EXTERNOS

Ataque d Sulfato 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.

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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. La Tabla III expresa de manera esquemática las reacciones más comunes.

Debe distinguirse que en yeso secundario, que produce expansión en el agrietamiento difiere de la acción del Yeso que se agrega al clinker, en la molienda, que no se encuentra en estado libre en el concreto endurecido. Asimismo, la etringita que se forma durante el fraguado del cemento, se transforma rápidamente en monosulfatoaluminato cálcico. Para impedir la acción destructiva de los sulfatos, es indispensable la buena compasidad de los concretos. Además, es posible seleccionar cementos portland con la calidad adecuada como

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los denominados en la normalización como el tipo II, de moderada resistencia a los sulfatos y el tipo V, de alta resistencia a los sulfatos. Estos cementos se caracterizan por su contenido máximo de aluminato tricálcico, 8% en el primer tipo y 5% en el segundo. El tipo V, tiene corno condición adicional que la suma de los contenidos de aluminato tricálcico y ferroaluminato tricálcico debe ser menor que el 25% En el caso del cemento 'tipo V existe la alternativa de no considerar el límite indicado cuando en el ensayo normalizado, de expansión de una probeta prismática, en solución de sulfato y al cabo de 14 días no es mayor del 0.04%. Otra alternativa válida, para determinados tipos de ataque es la elección de cementos puzolánicos, que fijan el hidróxido de calcio libre y desactivan en parte la acción sobre el aluminio. En estos casos se requieren que la acción del sulfato se produzca a posterior de la acción de la puzolana. Algunas entidades de reconocida solvencia técnica como ACI Y el CEMBUREAU han formulado recomendaciones para evitar el daño que puede hacer los sulfatos sobre el concreto, la Tabla IV del ACI expresa una importante experiencia. Debe considerarse que los climas cálidos, la temperatura incrementa la solubilidad de las sales y posteriormente su reacción con los productos de hidratación del cemento. Adicionalmente, estas reacciones se ven sujetas a una mayor velocidad de reabastecimiento del sulfato que se pierde en la reacción con el cemento.

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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 compasidad. 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 me ora 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. Ataque Por ácido Los ácidos atacan las bases y las sales básicas -formadas por la hidratación del cemento, deteriorándolo por la formación de sales solubles y procesos de disolución que eliminan el hidroxido de sodio. Los parámetros que gobiernan el ataque estrictamente ácido son la fuerza del álkali y su concentración, vale decir el valor del Ph. La gran influencia del Ph, e 5 la razón Por la cuál se puede estimar que las agitas ácidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente los concretos. Cualquiera que sea el cemento utilizado. En la prácticas puede estimarse que ningún cemento portland resiste la acción de aguas con Ph inferior a 4. De otro 1 ado los cementos portland corrientes resisten sin mayores daños la acción de aguas con valores de Ph superior a 6. No es procedente considerar que u- 1 valor del Ph es el único factor determinante en el ataque de los ácidos. En efecto, la velocidad de difusión y de llenado de los vacíos intersticiales es de gran importancia, especialmente si esta acción se produce bajo presión.

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DETERMINACIÓN DEL CONCRETO POR AGUI DE MAR

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Los ácidos orgánicos tienen una actividad menos predacible que la de los ácidos inorgánicos, por ejemplo, el ácido exálico, que forma una sal de calcio casi insolubles no tiene efecto sobre los concretos del cemento portland, mientras que el ácido acético, el cual forma una sal de calcio soluble, es muy perjudicial. El Ácido láctico, que e encuentra en las leches agrias, ataca al concreto y ha causado deterioro de pisos y secadores en las lecherías y plantas de fabricación de mantequilla y queso. El ácido butírico que también es producto de la rancidez puede asociarse con el ácido láctico y se piensa que tiene un efecto perjudicial similar. Contra esta evidencia se ha encontrado que los tanques de concreto de cemento portland tienen una vida razonable cuando se usa para almacenar productos de fermentación conteniendo entre otros, ácidos butírico, láctico y acético.

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Carbonatación La carbonatación comprende todos 1 os fenómenos que resultan de la acción del dioxido de carbono sobre la pasta. de cemento o el concreto ella actúa sobre 1 os constituyentes anhidros o hidratados del cemento, neutralizando su bacisidad. Si bien el óxido de calcio es el componente hidratado más sensible del cemento a la carbonatación.. ésta también actúa sobre los silicatos cálcicos hidratados. La carbonatación del concreto depende de numerosos parámetros internos o externos, como la humedad relativa, la temperatura y presión la permeabilidad y porosidad del concreto. Debe considerarse, que todos estos +actores son dependientes del dosaje de cemento, de las condiciones de hidratación, de la cantidad de agua y de la edad del concreto. La velocidad de penetración de la carbonatación es materia de variadas fórmulas. Una de ellas se expresa en la siguiente relación:

t = k . x2 siendo t el tiempo que requiere la carbonatación del concreto en una profundidad “x”, siendo Una constante de acuerdo a las características del concreto. La velocidad de la carbonatación está además en razón directa con la humedad del concreto y la humedad relativa del entorno. La carbonatación puede tener un aspecto beneficioso de protección en concreto, como sucede en 1 os elementos marítimos inmersos. Sin embargo, tiene efectos negativos, Pues es un factor importante en la corrosión de las barras de refuerzo y en la contracción y fisuración del concreto. Generalmente la contracción por carbonatación no es identificada y es asumida dentro de los valores de contracción y fisuración por secado. Ataque de agentes biológicos Los agentes biológicos que pueden actuar sobre el concreto generando un deterioro de orden químico, son diferentes tipos de microorganismos : bacterias, hongos y líquenes, estos últimos en cuanto forman colonias de tamaño microscópico. El desarreglo que generan es superficial y sólo se produce en concretos carbonatados, húmedos, cuya superficie se encuentra sucia o ha acumulado materia orgánica que sustente su crecimiento El ataque no es directo sino por la acción química del metabolismo. Los microorganismos no pueden existir dentro del concreto, por constituir un ambiente hostil, no sólo carente de nutrientes orgánicos sino con un valor de Ph alto que impide su vida. Se ha comprobado también deterioros en los concretos en obras marítimos y en zonas costeras, especialmente en climas cálidos por la acción de moluscos marinos que llegan a perforar el material con una acción combinada química y mecánica. Caso de tuberías de desagues La destrucción de concreto en los sistemas de alcantarilla do.. tiene un origen bacterial, debido al ácido sulfúrico que producen ciertas bacterias cuando el oxígeno que se encuentra en la tubería tiende a agotarse. En este caso los organismos anaeróbicos reducen los sulfatos y compuestos orgánicos sulfurados del desague a sulfuro de hidrógeno y sulfuros orgánicos volátiles que atacan la superficie interior de las tuberías de concreto, suprimiendo la adherencia entre la pasta y el agregado.

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La destrucción del concreto es producto de reacciones complejas del ácido con la cal hidratada y los compuestos básicos del cemento formando sulfato de calcio y sulfoaluminato de calcio (etringita). La deterioración del concreto se efectúa en dos tiempos, inicialmente por la formación de yeso y luego por la formación de etringita. Se han efectuado estudios que abonan en el mejor comportamiento de 1 os cementos resistentes a los sulfatos. La corrección del problema puede darse de diferentes maneras, examinando las causas como son : baja velocidad de flujo, largo tiempo de retención o contenido orgánico elevado. en él desague Las soluciones abarcan 1 el uso de bactericidas, el incremento de la ventilación o inyección de oxígeno, la adición de cal para elevar el Ph o finalmente la limpieza periódica. Productos Industriales Azúcares.- los azúcares se encuentran en variedad de vegetales que constituyen insumos industriales. Los azúcares atacan el concreto formando sales de calcio denominadas sacaratos, con el hidróxido de calcio de la pasta, originando la ruptura de la fase de silicatos y la perdida de resistencias. Las grasas y aceites, animales y vegetales, son dañinos cuando están compuestos de glicerinas y un ácido graso. Esto abarca el cebo y la manteca, el aceite de palma y otros aceites vegetales. Los aceites de petróleo no reaccionan químicamente con el concreto. El número de sustancias químicas industriales es muy amplia. El ACI ha efectuado un estado comentado de más de 200 sustancias químicas que se encuentran en la industria en la publicación "A Guide to the Use of Waterproofing, Dampproofing, Protectíve, and Decorative Barrier Systems for Concrete . Medidas de Prevención El Cembureau ha preparado dos tablas con recomendaciones para el empleo del concreto en medios agresivos. En una de ellas clasifica el grado de ataque de aguas y suelos obre el Concreto, considerando un estado de inmersión permanente. El grado de ataque químico se determina por el análisis de la muestra o el suelo obtenido en el sitio. En otro cuadro se dan las recomendaciones para el diseño d e 1 concreto de acuerdo al grado de ataque previsible. Estos valores deben ser considerados en todos los casos como valores de referencia. Por ejemplo el dosaje mínimo de cemento corresponde a un agregado tamaño máximo de 30 mm., por 1 o que se estima prudente una variación inversamente proporcional a una modificación del tamaño. sitio. En otro cuadro se dan las recomendaciones para el diseño d e 1 concreto de acuerdo al grado de ataque previsible. Estos valores deben ser considerados en todos los casos como valores de referencia. Por ejemplo el dosaje mínimo de cemento corresponde a un agregado tamaño máximo de 30 mm, por 1 o que se estima prudente una variación inversamente proporcional a una modificación del tamaño.

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ATAQUE QUÍMICO DEL CONCRETO POR AGUAS Y SUELOS CONTENIENDO AGENTES AGRESIVOS

Nota.- Los espacios marcados con X representa condiciones de ataque que no se han encontrado en la práctica.

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ATAQUE QUÍMICO DEL CONCRETO POR AGUAS Y SUELOS CONTENIENDO AGENTES AGRESIVOS

MEDIDAS A TOMAR

OC : Cemento ordinario SRC : Cemento resistente a los sulfatos Nota Los cementos resistentes a los sulfatos, son denominados de manera particular en cada país.

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