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12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.1. Mecanismos de corrosión

– El acero se corroe por mecanismo electroquímico de pilas.– El oxígeno con humedad es el principal oxidante

armad

o y preten

sado

Tema 2. Hormigón

Capítulo 12. Hormigón

 

Ánodo: Fe→ 2e- + Fe2+

Cátodo: 1/2O2 + H2O+ 2e-→ 2(OH)-

Inicialmente se produce hidróxido ferroso de color verdoso y, con mayor grado oxidación, óxido ferroso- férrico, de color negro, e hidróxido férrico, rojizo. En ausencia de suficiente oxígeno, no se forma óxido expansivo ya que no se puede desarrollar la formación

armad

o y preten

sado

forma óxido expansivo ya que no se puede desarrollar la formación de hidróxido férrico. Las reacciones son:

Fe2++ 2OH-→ Fe(OH)2 , Formación de hidróxido ferroso4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O→4Fe(OH)3 Formación de hidróxido férrico2Fe(OH)3→Fe2O3.H2O + 2H2O, Formación de hierro hidratado

La transformación de hierro metálico en óxido (Fe.O(H2O)x) viene ñ d d i t d l d ll

Tema 2. Hormigón

Capítulo 12. Hormigón

  acompañada de un incremento de volumen que puede llegar a ser del 600% del tamaño original del metal, lo que se considera la principal causa de la expansión y fisuración del hormigón

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12.3 Corrosión. Métodos de protección12.3.1. Mecanismos de corrosión

– El hormigón protege las armaduras pasivas y activas:g p g p y» Con un recubrimiento poco permeable al oxígeno y

humedad» Por su pH> 12. Si se carbonata se reduce el pH y se da la

oxidación. Corrosión generalizada.» Por cloruros, corrosión localizada tipo picadura. SON

GRAVES en armaduras activas, armaduras en tensión.→Favorece la propagación rápida de fisuras. armad

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sado

te s ó a o ece a p opagac ó áp da de su as

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12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.2. Carbonatación

‐ CO2 en presencia de humedad reacciona con el Cemento Hidratado.

‐ La cantidad de CO2.: En el aire es bajo, mayor en la ciudad y mayor todavía en túneles.

‐ CO2↑ carbonatación ↑, en a/c ↑

‐ CO2+ Ca(OH)2→CaCO3 + H2O

‐ CaCO3 tiene mayor volumen que Ca(OH)2Importante en el Cemento PortlandEfecto de la carbonatación– Reduce el pH del agua pura de 12.6‐13.5 a 9– Toda la Ca(OH)2 esta carbonatada pH es 8.3→CORROSION DE ar

mad

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sado

ARMADURAS• El acero embebido en la pasta de cemento hidratado forma una lámina 

pasiva, que le da la protección suficiente. (se forma en la superficie del acero una capa protectora de óxido Fe2O3 de espesor muy pequeño)

• Esta lámina pasiva se mantiene con el alto pH del agua pura que está en contacto con el hormigón. Si el pH baja se presenta la corrosión por el oxigeno y la humedad

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Capítulo 12. Hormigón

 

12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.2. CarbonataciónEfecto de la carbonatación– La difusión del CO2 es 4 veces menor en el agua que en el aire. →En 

hormigón saturado es menor– Si hay muy poca humedad, CO2 no reacciona con la pasta de cementoy y p , 2 p– Máxima carbonatación en Humedad del 50‐70%Factores que influyen en la carbonatación

– La difusividad y depende de:‐ Tipo de Cemento; ‐ Relación a/c; ‐ Grado de hidratación

(No solo depende de la resistencia)

– El Cemento con cenizas volantes:• Las cenizas volantes reaccionan con Ca(OH)2armad

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( )2• Menos cantidad de Ca(OH)2• Menos CO2 se necesita para reaccionar con todo Ca(OH)2→rápido la carbonatación

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12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.2. CarbonataciónFactores que influyen en la carbonatación– El Cemento con cenizas volantes:

• El producto de la reacción de la Si y Ca(OH)2 es muy densa→baja difusión.

C ál d ll d i ?? S it b d• ¿Cuál de ellos domina?? Se necesita un buen curado– Cemento SR

• 50% mayor de profundidad de carbonatación que en CEM I → Mayor recubrimiento

– Cementos aluminatos• No se produce Ca(OH)2, sino CAH10 y C3AH6. Reaccionan con CO2

producen CaCO3 y gel alumina. Menor resistencia que los hidratos.– Aspectos positivos: 

C CO á i C (OH)

armad

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sado

• CaCO3 ocupa más espacio que Ca(OH)2→ ocupan poros

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Capítulo 12. Hormigón

 

12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.3. Ataque por iones de cloruros (Cl‐)Destruyen la capa pasiva del hierro, produciendo una corrosión tipo PICADURA‐ Particularmente son graves en hormigones PRETENSADOS Favorece la propagación rápida de fisuras (corrosión baja tensión) ⇒ COLAPSO

  Cl‐

Electrolito (pH≥12.5) H2O 

armad

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FepH=5

Cl‐

Fe2+(OH)‐

2e‐

Acero

Capa Pasiva

Electrolito (pH≥12.5)

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12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.4. Medidas generales de protección 

Hormigón: lo más impermeable posible• Aceros: como mínimo lo exigido por la EHEEHE exige:EHE exige:• Dmax del árido de acuerdo con:

– Las distancias entre barras y encofrado– Las distancias mínimas entre barras– Recubrimiento mínimo en función del tipo de elemento y clase

de exposición.• Hormigones 25 MPa< fck< 40 MPa, Recubrimiento

mínimo:armad

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sado

mínimo:– Ambiente I, en estructuras generales (in situ) 20 mm– Ambiente IIIc y Q, en estructuras generales (in situ) 40 mm – El prefabricado desde 15 cm para exposición I, a 35 mm para

IIIc y Q,

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Capítulo 12. Hormigón

 

12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.4. Medidas generales de protección. Recubrimiento mínimos EHE

RECUBRIMIENTO MÍNIMO (mm) SEGÚN LA CLASE DE EXPOSICIÓN (**)

Resistencia característica del hormigón(N/mm2)

Tipo de elemento

I IIa IIb IIIa IIIb IIIc IV Qa Qb Qc

general 20 25 30 35 35 40 35 40 (*) (*)

25 fck< 40 elementos prefabricados

y láminas 15 20 25 30 30 35 30 35 (*) (*)

armad

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sado

general 15 20 25 30 30 35 30 35 (*) (*)

fck 40 elementos prefabricados

y láminas 15 20 25 25 25 30 25 30 (*) (*)

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12.3 Corrosión.Métodos de protección12.3.4. Medidas generales de protección. Recubrimiento mínimos EHEEste mínimo se incrementa con:- 5 mm para elemento fabricados in situ con un buen control de

ejecución ejecución - 10 mm para el resto

Las armaduras postensadas llevarán un recubrimiento de 40 mm como mínimo

12.3.5. Métodos de protección auxiliaresProtección catódico con ánodo de sacrificio ⇒ el acero se conviertee en

cátodo conectándolo a un bloque de un metalde potencial de armad

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q preducción más bajo (Al, Mg, Zn...)

Recubrimiento de armadura que impide el contacto con el medio oxidante (galvanizados, pinturas anticorrosivas...)

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