Ataque a Sulfatos y Carbonatos , Yura Uap

ATAQUE A SULFATOS Y CARBONATOS EN EL

CONCRETOINGENIERO ALEX CRISTOBAL

ING ALEX CRISTOBAL - ATAQUE POR SULFATOS Y CORROSION 1

HIDRATACION DEL CEMENTO

SOLIDOS: GEL CSH, portlandita (CaOH), etringita (Aft), monosulfoaluminato (Afm), partculas no hidratadas

Poros: interlaminares, capilares, aire. Agua: capilar, adsorbida, iterlaminar, qumicamente combinada


FORMACION DEL GEL CSH (50 -60% vol.)


23% vol. aprox. Planos hexagonales

2 C2S + 4 H C-S-H + CH

FORMACION DE ETRINGITA Y MONOSULFATO (18% VOL.)

Durante las primeras 24 horas se consume todo el yeso, y el termino de etringita es de 1 seman aproximadamente


C 3A + 3CSH2 + 26H ===== C6 AS3 H32 +Calor

Trisulfoaluminato de clcio hidratado etringita sal de candlot

2C 3A +C6 AS3 H32 + 4H ===== 3C 4ASH12 +Calor(Monosulfoaluminato de calcio hidratado)

Etringita y Monosulfato


ILUSTRACION HIDRATACION DEL C3A


Secuencia de reacciones


Causas del ataque a sulfatos.



externa: natural, biolgico o provenir de la polucin domstica o industrial. Los suelos aluviales y arcillosos son susceptibles de contener piritas que se oxidan a sulfatos

en contacto con el aire y la humedad con formacin de cido sulfrico. Este ltimo, por reaccin con el carbonato de calcio , finamente repartido en el suelo, puede dar lugar a la formacin de yeso.

Los sulfatos presentes en el suelo pueden provenir tambin de la descomposicin biolgica aerobia de sustancias orgnicas conteniendo azufre: estircol, plantas en la superficie de los suelos . El sulfato de amonio, particularmente agresivo, resulta de la utilizacin intensiva de abonos en la agricultura.



En las zona industriales ( industria qumica, fabricacin de bonos, coqueras, galvanizacin , fotografa, etc) la contaminacin de las aguas subterrneas puede conducir a concentraciones muy superiores a los lmites de agresividad generalmente admitidos , situndose en el entorno de1500 mg/l.

Por otra parte, en las zonas industriales y en las grandes aglomeraciones urbanas, la combustin del carbn y de , con ms o menos contenido de azufre, desprende dixido de azufre (SO2), que en presencia de oxgeno y de humedad, conduce a la formacin de cido sulfrico. El efecto indirecto de los humos cargados de dixido de azufre se manifiesta en las ciudades donde y la degradacin de ciertas fachadas son, a menudo, debidas a la formacin superficial de yeso y la fijacin de polvos (cenizas, partculas carbonosas, etc.).



Causas internas; Excepcionalmente, la fuente de sulfatos puede ser interna, es decir, provenir

del propio hormign debido a una contaminacin de los ridos o a la utilizacin de ridos con presencia de yeso. La presencia de sulfuros en ciertos ridos puede tambin contribuir a aumentar el contenido de sulfatos por oxidacin de aquellos.


Proceso qumico

yeso secundario Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O ====== CaSO4 .2H2O + NaOH El volumen del slido precipitado representa un poco ms del doble del de los

productos de partida.

C3A + CaSO4 .2H2O + (24-26) H2O ===== C3A.3CS.H32 Etringita masiva expansiva mal cristalizada formada topoquimicamente.


Proceso quimico


Proceso qumico

Los sulfatos ms agresivos frente al hormign son los sulfatos de magnesio, de amonio , de calcio y de sodio

Ca(OH)2 + MgSO4 ======= CaSO4 + Mg(OH)2 brucita C- S - H + MgSO4 ========= CaSO4 .2H2O + (C, M) S H no ligante Disminuye el PH, para mantener el PH el gel se descalcifica liberando CH


Proceso qumico

ING ALEX CRISTOBAL - ATAQUE POR SULFATOS Y CORROSION 15ralentiza temporalmente la penetracin de los sulfatos

Proceso qumico interno


Pirrotita en rocas gneas y metamorfosicas

El cido sulfrico reacciona con el CaCo, si esta presente en el agregado, para formar yeso secundario, resultando la expansin del agregado:

Prevencin del ataque a sulfatos.


ATAQUE POR CARBONATOS

Cuando el CO2 que es liberado de forma masiva en la atmsfera penetra en el hormign se produce una reaccin entre los hidrxidos de la fase lquida intersticial y los compuestos hidratados del cemento, de tal manera que cuando todo el Ca(OH)2, Na(OH) y K(OH) presentes en los poros han sido carbonatados, el pH empieza a decrecer, dando como resultado un medio cido que produce un constante y progresivo efecto corrosivo en el acero (uniforme y generalizada irregular).


Proceso qumico del CO2


CORROSION


CORROSION POR CARBONATO



carbonatacin a bajas presiones parciales de CO2 el monosulfoaluminato se descompone rpidamente produciendo hemicarboaluminato. El sulfato liberado puede reaccionar con una parte del aluminato y con la portlanditapara dar lugar a la formacin de ettringita secudaria AFt. Al seguir aumentando la concentracin de CO2 se produce la descomposicin del hemicarboaluminato y la formacin del monocarboaluminato. Despus de estos cambios, comienza a carbonatarse la portlandita hasta desaparecer. A partir de ah a disminuir la relacin Ca/Si del gel CSH y la ettringita se descompone pudiendo dar lugar a la formacin de thaumasita.




Los principales factores que hay que considerar en la carbonatacin del hormign son la porosidad, el tipo y la cantidad de cemento, el nivel de compactacin, el tipo y el tiempo de curado, la relacin agua/cemento, y las condiciones ambientales

Efectos en el hormign

fenmeno de expansin volumtrica, esta expansin a su vez provoca tensiones radiales que generan esfuerzos de traccin al hormign.

en algn punto los esfuerzos de traccin del hormign son superados por los esfuerzos de traccin producidos por los productos derivados de la corrosin. Esto provoca fisuracin y desprendimiento del recubrimiento.

Cuando se trata de un elemento sometido principalmente a flexin, como las vigas, se produce la prdida de resistencia a la compresin del hormign circundante a la armadura corroda, lo cual disminuye la ductilidad y aumenta la presencia de grietas.


Efectos en el acero

reduccin de la seccin transversal de la armadura de refuerzo prdida de capacidad resistente de forma progresiva y afecta la seguridad y la

funcionalidad de la estructura

La corrosin puede producirse de manera uniforme a lo ancho de seccin de la armadura, en estos casos la prdida de resistencia es aproximadamente proporcional a la prdida de seccin.

Distinto caso supone la presencia de picaduras, las cuales suponen una concentracin de esfuerzos de tensin triaxiales que producen un comportamiento mecnico frgil en el material


ATAQUE POR CLORUROS

Este fenmeno generalmente se produce en las zonas costeras, los iones de cloruros que se encuentran en el ambiente penetran en el hormign destruyendo la capa protectora que cubre al acero y provocando una pequea zona andica con relacin a la catdica, las condiciones desfavorables de la superficie producen una profunda y acelerada penetracin de la corrosin en el acero de refuerzo.

El componente del cemento que reacciona con los iones de cloruro es el Aluminato triclcico (C3A), formando Cloro aluminato clcico lo cual provoca la disminucin del pH provocando el medio cido que genera la corrosin. (corrosin localizada produce picaduras)


CORROSION POR CLORUROS


CORROSION POR CLORURO


Ataque a Sulfatos y Carbonatos , Yura Uap

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