Oxidación de las armaduras en el hormigón

Las propiedades de durabilidad de las estructuras de hormigón armado se consiguen gracias a la acción protectora, que el hormigón ejerce sobre el acero. Por una parte, el recubrimiento de hormigón supone una barrera física que dificulta el contacto con los agentes agresivos exteriores. Es decir, no hay contacto directo del agua ni de los gases con las armaduras de hierro. Por otra parte, la elevada alcalinidad del hormigón desarrolla sobre el acero una capa protectora pasivante, que lo mantiene inalterado mientras permanecen estas condiciones.

El hormigón es un sólido compacto, denso y, al mismo tiempo, poroso. La red de poros consiste en un entramado de canalículos y capilares, no siempre comunicados entre sí y de tamaños variables desde milésimas de mm, hasta mm. A pesar de que el recubrimiento de las armaduras supone una barrera física, la porosidad del hormigón hace que sea permeable en cierta medida a líquidos y gases, pudiendo permitir el acceso de elementos agresivos hasta el acero. Nos encontramos con un primer problema a considerar, que está relacionado con la capilaridad. En una exposición normal del hormigón armado a la intemperie, se produce el mojado superficial y estructural del hormigón. Este mojado estructural es complicado de resolver y los recubrimientos superficiales no impiden la capilaridad. Pintar un hormigón, como protección, por si solo, no impedirá la corrosión de las armaduras ni las roturas. Tenemos la condensación, la absorción higroscópica, la ascensión capilar, la reactividad en ambiente húmedo, etc La corrosión electroquímica del acero de las armaduras del hormigón es probablemente la causa de deterioro en el hormigón más importante, afectando al acero, al hormigón y a la adherencia de ambos. Las principales causas de la destrucción de la capa pasiva del acero son la disminución de la alcalinidad del hormigón por disolución de elementos constituyentes del hormigón, en medio acuoso y por capilaridad. En las zonas costeras, por ejemplo, la niebla salina y la presencia de iones cloruro que pueden penetrar en el hormigón, llegando hasta el acero y rompiendo la capa pasiva. La disminución de la alcalinidad, por la disolución de los elementos alcalinos del hormigón, da lugar a una corrosión generalizada, mientras que los iones cloruro dan lugar a una corrosión localizada con formación de picaduras.

La porosidad del hormigón es un parámetro fundamental en la carbonatación, puesto que la red de poros constituye el camino de avance del CO2 proveniente del exterior, disuelto en el agua en forma de bicarbonato, que solubiliza casi todos los elementos alcalinos del hormigón. A su vez, la porosidad está condicionada por el tipo y la cantidad de cemento, el nivel de compactación, el tiempo y tipo de curado y la relación agua/cemento. Un mal curado o una mala compactación del hormigón pueden dar lugar a una elevada porosidad, especialmente en la superficie externa del hormigón.

En general, y dentro de unos límites aceptables de hidratación, una baja relación agua/cemento produce un hormigón menos permeable por la formación de poros pequeños no interconectados. La cantidad de cemento es determinante no sólo por el efecto que tiene sobre la porosidad del hormigón sino también por la capacidad que tiene de fijar el (CO2). El tipo de cemento también influye en las condiciones de avance de la carbonatación, ya que el contenido en aluminatos y álcalis de las adiciones puede modificar la velocidad de la degradación. La cantidad necesaria de CO2 para bajar el pH alcalino inicial, hasta rangos casi neutros, en los que las armaduras dejan de estar protegidas, variará en función de la reserva alcalina que el cemento aporte al hormigón, la cual depende tanto del tipo como de la cantidad de cemento utilizado. La alta alcalinidad del hormigón, que promueve la formación de una capa de óxidos pasivantes sobre el acero, es debida principalmente a la portlandita formada durante la hidratación de los compuestos anhidros del cemento y a los hidróxidos de sodio y potasio presentes. Estas sustancias sitúan el pH de la fase acuosa contenida en los poros del hormigón en valores entre 12,6 y 14, situándose en el extremo más alcalino de la escala de pH. El descenso de la alcalinidad se produce principalmente por reacción de los compuestos de carácter básico de la fase acuosa del hormigón, hidróxidos de sodio, potasio y calcio, con los componentes ácidos de la atmósfera, dióxido de carbono (CO2) y de azufre (SO2), para formar carbonatos, sulfatos y agua. Puesto que el (CO2) se encuentra en mayor proporción en el aire que el (SO2), este proceso de descenso de la alcalinidad se denomina genéricamente ‘carbonatación’. Una forma sencilla para la medida de la carbonatación, es utilizando un indicador de pH obtenido a partir de una disolución al 1% de fenolftaleína en alcohol etílico. Al pulverizar la disolución sobre el hormigón, según el color que adquiera, se puede identificar si el pH en esa zona está por encima de 9, es decir, manteniendo la pasividad del acero o si, por el contrario, el pH se encuentra por debajo de 8 poniendo en riesgo al acero. Mediante este método se puede medir la profundidad de la zona de pH inferior a 8 denominada habitualmente ‘profundidad de carbonatación’, tal y como recomiendan las normas UNE 112011:1994 y UNE EN ‐ 14630:2007.

Para evitar la corrosión de las armaduras, se necesitan dos cosas.

1 – aumentar el pH del/hormigón

2 – reducir la capilaridad Esto que parece sencillo de entender, tiene algunas dificultades que los arquitectos y los profesionales no asimilan. Pintando o hidrofugando, ¿resolvemos el problema? Si la pintura es permeable, como las de silicato, solo mejora el aspecto superficial. Si la pintura es impermeable, genera barrera de vapor y mas cosas.

El hidrofugante es un repelente del agua de la lluvia, pero no impide el mojado por condensación ni la absorción higroscópica. Es evidente que no resolvemos la degradación del hormigón y la consiguiente corrosión de las armaduras. Además generamos otros problemas añadidos.

Nosotros podemos reducir la capilaridad del hormigón y aumentar el pH, con desarrollos químicos minerales, inorgánicos y permanentes. Evitando la corrosión de las armaduras.

En nuestra web: www.aquivigo.es. en el blog técnico, lo explicamos.

Podéis ver el vídeo en el siguiente enlace de Youtube:

Otros artículos que pueden ser de vuestro interés: