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El deterioro y la patología química del hormigón

375171 • 31/05/2018
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Muy duradero, el hormigón, mejora su resistencia con el tiempo; sin embargo, las estructuras de hormigón están expuestas a múltiples causas que pueden deteriorarlas.

Hay que recordar que, químicamente, el hormigón es alcalino por naturaleza y es vulnerable al ataque por substancias ácidas del entorno a las que esté expuesto.

La corrosión y el hormigón

La corrosión de los hierros aparece por el ataque al acero de la armadura, estaría protegido por hormigón que lo rodea que le proporciona la alcalinidad necesaria para evitar la corrosión. En ambientes marinos, sales de deshielo, terrenos agresivos, los cloruros son el principal enemigo, pueden penetrar en el hormigón hasta la armadura.

En estas circunstancias pueden producirse roturas y puntos débiles en la fina capa pasivante de óxido de la superficie del acero, debido a la formación de sales hidroclorídricas. Así puede comenzar la corrosión por puntos (pitting). Bajo ciertas condiciones, estos puntos de corrosión pueden crecer rápidamente y causar una gran pérdida de sección con serias implicaciones estructurales.

La carbonatación en el hormigón

El hormigón está casi siempre en contacto aire y, según la posición de la estructura puede estar expuesto a menores o mayores niveles de dióxido de carbono de la atmósfera.

Cuando se emplea cemento Portland ordinario, la portlandita está en cantidades del 40% al 50 %, y la cal libre del hormigón es vulnerable a la reacción con el dióxido de carbono del aire que se disuelve en el agua de los poros y crea el carbonato de cálcio.

Esta carbonatación es la disminución del pH del hormigón, desde un pH 13 en hormigón nuevo y sano hasta pH 9. Cuando con el ingreso de CO2 entra la carbonatación a determinadas profundidades dentro de la masa del hormigón, la reducción de la alcalinidad pasivante que por ello se produce, puede llegar a la profundidad de las armaduras. En esto el acero ya no está naturalmente protegido por la alta alcalinidad del hormigón, con la presencia de humedad y oxígeno se produce la corrosión, pudiendo fisurar y hasta desprender el recubrimiento de hormigón.

Los sulfatos y el hormigón

Los sulfatos están siempre en el cemento y forman cristales aguja llamados  etringita, debido principalmente al sulfato de cálcio o yeso añadido en la planta de cemento, que reacciona con los aluminatos del cemento que son los reguladores de fraguado, durante las primeras horas después del amasado con el agua. Los agentes expansivos a base de sulfatos también se suelen añadir cuando se hacen hormigón o morteros con retracción compensada.

El deterioro del hormigón debido a sulfatos surge cuando se agregan sulfatos adicionales. Esto se denomina formación diferida de etringita que ocurre de forma heterogénea y muy posterior, después de meses o años. Esto expande y fisura el hormigón, hay desprendimientos y pérdida de resistencia, ocurren cuando el hormigón ya está endurecido y es ya rígido.

Reacción álcali-árido (ASR)

Es la reacción de los áridos de sílice, arenas, con los componentes alcalinos del hormigón, en presencia de agua. La ASR se lo conoce también como cáncer del hormigón. Los responsable del ASR son algunos tipos de arenas y el álcalis del cemento Portland, todo en presencia de humedad. Primeramente los álcalis del Portland migran hacia los poros con humedad entran en contacto con los áridos reactivos, formando un gel silíceo alcalino. Luego este gel silíceo reacciona con la cal libre presente en el hormigón, para formar un nuevo tipo de gel que puede absorber una gran cantidad de agua, todo se expande y luego se fisura el hormigón.

Esta expansión se muestra en el hormigón endurecido, con superficies fisuradas superficialmente con formas caprichosas, que se propaga hacia el interior, mientras haya agua en los poros que absorba el gel reactivo.

Agua de mar, agua limpia y el hormigón

El agua de mar es fuente de cloruros que atacan el hormigón. Esta agua ataca simultáneamente por sulfatos, cloruros y otros componentes del cemento, incluyendo sales de magnesio.

El ataque comienza en superficie y penetra hacia  la estructura. Las estructuras de hormigón armado en zona de de carrera de marea tienen un ataque complejo donde la erosión producida por el oleaje se añade a la reacción química, eliminando más hormigón dañado, y suministrando acceso a más cantidad de cloruros, conjuntamente con ciclos de sequedad - humedad.

El ataque de agua limpia o blanda ocurre en zonas montañosas y también con aguas ácidas en el terreno, por ejemplo, en la parte inferior de las losas de los puentes, donde se puede producir condensación. El ataque por aguas blandas produce daños debidos al deslavado de la portlandita y cal libre de la matriz de cemento.

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