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ene. 28 de 2019
Concreto
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Resumen:

Las acciones químicas son sustancias agresivas que se propagan, y al entrar en contacto con el concreto generan alteraciones. Este artículo describe las patologías, efectos y daños en el concreto producidos por diferentes tipos de ataques químicos y cómo prevenirlos.

En la degradación del concreto, se pueden identificar cuatro tipos de acciones que contribuyen al deterioro del mismo:

1. Las de origen físico, que corresponden genéricamente a cambios volumétricos.

2. Las biológicas, relacionadas con la exposición del material a organismos y microorganismos de origen vegetal y/o animal.

3. Las mecánicas, relacionadas con diferentes tipos de deformaciones provenientes de diversas causas.

4. Y, por último, las químicas, generadas por contacto con sustancias químicas agresivas.

Deterioro de concreto

Pie de foto: Deterioro de concreto.

Crédito: Flickr - Bureau of Land Management Oregon and Washington.

Las acciones químicas son uno de los temas más neurálgicos en la industria del concreto. Usualmente este tipo de sustancias agresivas se propagan a través del medio ambiente y una vez entran en contacto con las sustancias reactivas del concreto generan alteraciones que se manifiestan a corto, mediano o largo plazo dependiendo de las condiciones de humedad, temperatura y presión a las que se encuentre sometido el material en ese momento.

Desintegración de recubrimiento de acero

Pie de foto: Desintegración de recubrimiento de acero.

Crédito: Flickr – Paul Sullivan.

5 acciones químicas que pueden deteriorar el concreto

Entre las diversas acciones químicas se encuentran los ataques provenientes de ácidos, la lixiviación, la carbonatación, los ataques de sulfatos y las expansiones debido a las reacciones álcali-agregado.

Ataques ácidos

Debido a su pH de carácter básico, el cemento es un material muy susceptible al ataque de agentes ácidos (orgánicos, inorgánicos o minerales) bien sean en estado gaseoso o líquido. Cuando ocurre un deterioro por ataque de ácidos, la sustancia agresora reacciona con los compuestos de contenido de calcio en el cemento dando así origen a sales cálcicas. Debido a lo anterior y de acuerdo con los componentes del cemento, los concretos siempre serán susceptibles a reaccionar con los ácidos. Por lo anterior, en los concretos siempre se contempla como medida de protección el uso de impermeabilizantes para prevenir el contacto directo.

Lixiviación

La descomposición y lixiviación de la pasta del cemento se origina usualmente por el contacto de aguas con impurezas, ya que estas generan una reacción similar al ataque de los ácidos mencionada anteriormente. Estas reacciones descomponen los compuestos relacionados con el calcio del concreto (cemento) dando lugar a la degradación y originando una pérdida de resistencia que inclusive puede llegar hasta  su desintegración.

Carbonatación

En este tipo de reacción se involucra el gas que más comúnmente conocemos como Dióxido de Carbono CO2, el cual penetra la estructura del concreto afectando superficialmente los poros, reaccionando con componentes alcalinos y disminuyendo el pH, de tal forma que el concreto no pueda ser más un protector del acero de refuerzo y permitiendo que este se corroa. De igual forma, se pierde volumen de cemento lo que genera una reducción considerable de resistencia del concreto.

Lee en este artículo cómo detectar la carbonatación en el concreto.

Ataque de sulfatos

Existen diferentes tipos de sulfatos como los de sodio, potasio, calcio y magnesio todos encontrados en estado sólido, líquido y gaseoso. Los sulfatos se acumulan en la superficie del concreto lo cual incrementa el riesgo de deterioro. Este deterioro se ve reflejado en el aumento del volumen sólido, expansiones, rupturas/fisuras, ablandamientos, y una importante reducción de la resistencia debido a la disminución de la cohesión del cemento, y por ende, una disminución de adherencia entre partículas de cemento y agregados.

Reacciones álcali – agregado

El proceso físico-químico en el que participan los elementos alcalinos del concreto y el agregado que lo compone se conoce como reacción álcali – agregado. Esta reacción se presenta de tres maneras: 

  • Álcali – Sílice: esta reacción es un proceso reactivo entre elementos alcalinos y agregados con reactivo de sílice, lo cual genera silicatos alcalinos, absorbiendo agua y de esta manera ejerciendo presiones internas entre poros del concreto y finalmente ocasionando fisuras. La adsorción de agua lleva a los silicatos a hincharse, ocupar los espacios vacíos o poros y posteriormente a generar microfracturas o fisuras que finalmente son las responsables de la pérdida de integridad del concreto. 
  • Álcali – Silicato: en esta modalidad surge un proceso reactivo entre elementos alcalinos y rocas silíceas, las cuales se componen en su mayoría de arcillas las cuales dentro de sus componentes presentan capas de silicatos generando una reacción lenta de la desintegración del concreto.
  • Álcali – Carbonato: esta reacción ocurre en el concreto cuando en la fabricación del concreto se usan agregados calcáreos tipo dolomita que contienen arcilla fuertemente reactiva y expansiva la cual al entrar en contacto con los álcalis produce una descomposición de la dolomita creando brucita, la cual tiene textura de gel y ejerce presión interna debido al crecimiento de cristales generando esfuerzos internos, fisuras, fatiga, desintegración y destrucción del concreto.

Patología severa en el concreto

Pie de foto: Patología severa en el concreto.

Crédito: Flickr – Crispin Semmens.

Bibliografía

  • Sánchez de Guzmán, Diego (2011): Durabilidad y Patología del Concreto, segunda edición: Nomos S.A.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

Entre las diversas acciones químicas se encuentran los ataques provenientes de ácidos, la lixiviación, la carbonatación, los ataques de sulfatos y las expansiones debido a las reacciones álcali-agregado.

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Conclusión

Es de gran importancia tener en cuenta todas estas acciones o ataques químicos que puede sufrir el concreto ya que el componente principal del concreto –el cemento- se ve críticamente afectado dentro de la matriz, deteriorándolo y creando condiciones no favorables para su durabilidad, aspecto y resistencia.

Se recomienda considerar el tipo de ambiente al que estará expuesto el concreto para definir la necesidad de tener componentes especiales, o el uso de impermeabilizantes para minimizar el potencial deterioro y garantizar la vida útil del concreto.

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