Las reacciones químicas en el hormigón y las reacciones químicas en el refuerzo provocan grietas en el hormigón y se denominan ataque químico al hormigón. Además, las condiciones ambientales tienen una gran influencia en la formación de grietas, ya que proporcionan los componentes necesarios para las reacciones.
Las reacciones químicas crean tensiones de tracción adicionales en el hormigón y provocan grietas. Existen tres causas principales que pueden provocar grietas por ataque químico al hormigón.
- Corrosión de refuerzos
- Reacción agregada alcalina
- Contracción por carbonatación del cemento
Influencia de la corrosión de las armaduras en la formación de grietas en el hormigón.
La corrosión del refuerzo puede ocurrir en cualquier ambiente y no necesariamente tiene que ocurrir en condiciones ambientales extremas. Si se cumplen los requisitos básicos como oxígeno, humedad y movimiento de electrones, el refuerzo se agrietará.
Por tanto, es necesario bloquearlos para evitar su combinación. Es difícil impedir el movimiento de electrones; sin embargo, se podría minimizar el contacto del refuerzo con la humedad y el oxígeno para reducir la corrosión.
Las reacciones químicas producen subproductos de óxidos e hidróxidos de hierro, que aumentan el volumen del hormigón. El aumento de volumen crea tensiones adicionales en el hormigón y cuando se superan las tensiones de tracción, el hormigón comienza a agrietarse.
Es fundamental resolver estas grietas, ya que exponen el refuerzo al ambiente que proporciona oxígeno y humedad, lo que a su vez acelera la corrosión del refuerzo.
La corrosión del acero puede ser causada por cloruros o carbonatación en el hormigón. Esto puede suceder tanto con hormigón fisurado como sin fisurar. La siguiente figura (de Internet) muestra el nivel de daño que se puede esperar en cada etapa del ataque químico al concreto.
Para más información, consulte el artículo “ Prueba de carbonatación ” para conocer más sobre la carbonatación y el artículo “ Prueba de cloruro para hormigón ” o cloración y sus efectos. Además, para evitar grietas debidas a la corrosión del refuerzo, se deben tomar medidas para evitar la corrosión del refuerzo. Para este propósito, se pueden utilizar los siguientes métodos.
- Utilice agentes anticorrosivos.
- Utilice un revestimiento anticorrosivo, lo cual no se practica cuando se manipulan grandes cantidades.
- Utilice agentes impermeabilizantes
- Protección catódica
- Utilice refuerzo anticorrosión o refuerzo resistente a la corrosión.
Influencia de la reacción álcali-agregado en la formación de grietas en el hormigón.
Las reacciones de agregados alcalinos no son comunes en todas las estructuras. Este ataque químico al hormigón se produce en determinadas situaciones, como se explica aquí.
La mayoría de las veces, los agregados son químicamente inertes. Sin embargo, a veces reaccionan con los hidróxidos alcalinos del hormigón.
Provoca expansión y grietas en el hormigón. N/A 2 Ó y K 2 Las sustancias alcalinas presentes en el cemento reaccionan con el humo de sílice del agregado. Los siguientes factores apoyan la reacción álcali-sílice.
- Reactividad agregada
- Contenido alcalino en el cemento.
- Disponibilidad continua de humedad
- Condiciones de temperatura
¿Qué sucede durante la reacción del agregado alcalino?
- El álcali soluble en el cemento se disuelve en el agua de mezcla y forma un líquido cáustico.
- El líquido reacciona con el agregado reactivo y forma un gel de sílice alcalino expansivo.
- Con una disponibilidad constante de agua y la temperatura adecuada, el gel de sílice continúa formándose, lo que resulta en un aumento de volumen.
- La reacción puede provocar la separación del agregado (desprendimiento).
- A medida que se incluye gel de sílice en la suspensión, su crecimiento continuo aumenta la presión hidráulica interna.
- Provoca un patrón de grietas.
- Las grietas reducen la resistencia del hormigón.
- El craqueo acelera el proceso de descomposición similar a la carbonatación.
La siguiente figura muestra el patrón típico de grietas que se puede observar debido a la reacción del agregado alcalino.
En la industria de la construcción se utilizan varios métodos para minimizar o controlar la reacción álcali-sílice.
- Evite el uso de áridos reactivos
- Utilice cemento con bajo contenido de álcali en el rango de 0,4-0,6%.
- Continuar monitoreando la disponibilidad de agua
- Controla la temperatura ideal
- Agregue sílice reactiva finamente pulverizada a la mezcla de concreto. Esto crea silicato de calcio alcalino, que no se expande.
Reducción de la carbonatación del cemento como ataque químico al hormigón.
La contracción por carbonatación ocurre cuando el concreto endurecido se expone al aire que contiene dióxido de carbono.
Cuando el hormigón se endurece, el dióxido de carbono reacciona con el hormigón en presencia de agua.
El hidróxido de calcio se convierte en carbonato de calcio y otros componentes del cemento se descomponen. Este proceso también es posible en un entorno con bajas emisiones de carbono.
Durante este proceso, el peso del hormigón aumenta y sufre una contracción por carbonatación irreversible. Durante la contracción por carbonatación, los cristales de hidróxido de calcio se disuelven y su lugar lo ocupa el carbonato de calcio.
El volumen de carbonato de calcio (material de reemplazo) es menor que el volumen de hidróxido de calcio (material anterior), provocando contracción. Esto puede hacer que el hormigón se agriete.
Además, la carbonatación ofrece otra ventaja, ya que aumenta la resistencia del hormigón y aumenta la permeabilidad.
