La carbonatación del hormigón es un tema muy importante para los ingenieros civiles porque está directamente relacionado con la durabilidad del hormigón armado.
Echemos un vistazo primero
¿Qué es la carbonatación del hormigón?
Es un proceso de El hidróxido de calcio contenido en el hormigón reacciona con el dióxido de carbono de la atmósfera para producir carbonato de calcio y agua. .
Ca(OH) 2 +CO 2 → CaCO 3 +H 2 Ó
Este proceso comienza en la superficie del hormigón y avanza gradualmente hacia el interior del hormigón. La carbonatación del hormigón es un proceso lento y continuo.
Si el frente de carbonatación llega a la armadura, podría provocar corrosión del acero.
¿Cómo se produce la corrosión del refuerzo?
Durante la reacción de carbonatación, el valor del pH del hormigón desciende a aproximadamente 9. A este valor, la capa protectora de óxido alrededor de la armadura se rompe, lo que puede provocar corrosión de la armadura.
La armadura está protegida por el estado alcalino de la piedra de cemento. Este se neutraliza mediante carbonatación, lo que permite la corrosión en presencia de oxígeno y humedad.
Si este proceso continúa, el volumen alrededor del refuerzo aumenta y luego aparecen grietas en el área de cobertura a medida que el refuerzo queda aún más expuesto al medio ambiente. Además, debido a esta corrosión, también pueden producirse desconchones a medida que aumenta el volumen interno.
Como resultado, la resistencia del refuerzo se ve comprometida y se pierde su resistencia a la tracción.
El artículo sobre Cómo prevenir la corrosión También se puede hacer referencia a información sobre medidas de protección contra la corrosión.
Factores que afectan la tasa de carbonatación del hormigón.
Hay factores relacionados con el hormigón y el ambiente externo que influyen en la carbonatación.
Enumerémoslos todos.
- Calidad del hormigón
- Relación agua-cemento
- Permeabilidad del hormigón
- Cobertura para refuerzos
- Humedad relativa
- Concentración de monóxido de carbono en el medio ambiente.
- protección de superficies
- Edad de la estructura
- La orientación de la estructura.
- Adiciones
- Porosidad del hormigón
- Tiempo de recuperación
Los factores anteriores están directamente relacionados con la carbonatación del hormigón y los cambios realizados podrían reducir la tasa de carbonatación del acero de refuerzo.
Cómo probar la carbonatación
El grado de carbonatación se puede determinar muy pronto mediante una sencilla prueba.
Se rocía una solución de fenolftaleína que contiene 1% de fenolftaleína sobre el hormigón recién expuesto.
Si el color del hormigón cambia a rosa, esa zona del hormigón no está carbonatada. La zona que no quedó decolorada por el uso de fenolftaleína está carbonatada.
Existen otros métodos como el análisis del espectro IR del hormigón carbonizado. El método del CO 2 mide la absorción a través de la muestra.
Además, se han desarrollado métodos empíricos para calcular la profundidad de carbonatación del hormigón.
¿Cómo se calcula la profundidad de carbonatación?
La siguiente ecuación se puede utilizar para calcular el tiempo necesario desde la carbonatación hasta la fortificación.
t = (d/k) 2
Donde t es el tiempo de carbonatación, d es el recubrimiento del hormigón y k es la permeabilidad del hormigón.
Usando esta ecuación podemos determinar el tiempo que tarda la carbonatación en lograr mejoras. Conocer la edad del edificio nos permite comprobar si las armaduras se ven afectadas por la carbonatación.
Esto se puede utilizar como método de aproximación y se puede utilizar la permeabilidad típica del hormigón en relación con la calidad del hormigón.
Se han desarrollado otras ecuaciones naturales similares que contienen más parámetros para calcular la profundidad de carbonatación.
Ahora analicemos el tema más importante...
Cómo evitar la carbonatación en el hormigón.
Lo mejor es frenar este proceso, ya que es muy difícil detenerlo por completo.
Sin embargo, para evitar/minimizar la carbonatación del hormigón, se podría implementar lo siguiente.
- Dado que la mayor relación agua-cemento contribuye a una mayor profundidad de carbonatación, esto podría controlarse si es posible.
- Un curado adecuado del concreto y un tiempo de curado más prolongado ayudarán a que el concreto responda bien y reduzcan el agrietamiento del concreto. El curado adecuado reduce la permeabilidad del hormigón y, como resultado, disminuye la tasa de carbonatación.
- Uso de aditivos para cambiar la estructura de los poros y reducir la permeabilidad del hormigón.
- Para reducir la porosidad del hormigón se podrían utilizar aditivos como el humo de sílice con mayor superficie.
- El uso de recubrimientos protectores mejora la durabilidad del hormigón y mejora el proceso de carbonatación.
- Se ha demostrado que el hormigón autocompactante tiene mejor comportamiento frente a la carbonatación del hormigón.
La reparación de barras de refuerzo corroídas debido a la carbonatación del hormigón se puede realizar de la misma manera que otras reparaciones de barras de refuerzo corroídas.
Reparar concreto
- Limpie a fondo el área afectada y retire todo el concreto suelto.
- Limpiar los refuerzos.
- Esto se puede hacer manualmente usando un cepillo de alambre o se puede aplicar un limpiador químico adecuado para eliminar el óxido.
- Si los refuerzos están tan dañados que ya no pueden soportar las fuerzas de tracción, deberán ser reemplazados.
- Proteger las armaduras con inhibidores de corrosión.
- Aplique aglutinante a la superficie del concreto para una mejor adhesión.
- Aplicar un mortero adecuado. Puede ser hormigón sin retracción o mezcla de mortero aprobada por el ingeniero civil.
