Autores:

R.R. Camacho T.

R. Tobías J.

J. Treviño T.

A.A. Torres A.

Tampico, Tam Octubre 2014

Monitoreo electroquímico de probetas expuestas a diferentes ambientes en

México – Proyecto DURACON

El concreto reforzado es ampliamente usado como material de construcción.

Seguridad Funcionalidad Estética

Criterio de Diseño por Durabilidad: Garantizar la vida útil de la estructura considerando:

Cargas mecánicas + Cargas ambientales

1.- INTRODUCCIÓN

1.1.- ANTECEDENTES

1988 - MICAT (Mapa Iberoamericano de Corrosión Atmosférica)

Programa CYTED “Corrosión e Impacto ambiental sobre los Materiales”

“Influencia de la Acción del Medio Ambiente en la Durabilidad del Concreto” (DURACON)

Los problemas actuales de corrosión en la infraestructura de concreto reforzado causan pérdidas económicas por mantenimiento no considerado

Las condiciones ambientales influyen en el comportamiento de los materiales de construcción.

La corrosión representa costos directos significativos.

En EE.UU. fueron aprox. 3% Del P.I.B.

990 Billones de US$ en el 2000

1.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Aportar información acerca de las posibles tendencias en los niveles de corrosión de las probetas DURACON, con respecto a las variables ambientales

Es necesario el estudio de los mecanismos de corrosión en el acero de refuerzo – Modelos para predecir vida útil.

Considerar la influencia del medio ambiente en el diseño de estructuras.

1.3.- JUSTIFICACIÓN

2Fe 2Fe++ + 4e-

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

2.1.- CORROSIÓN EN EL ACERO DE REFUERZO

Reacción química o electroquímica entre un material y el ambiente de exposición.

Celda Electroquímica

2.- Análisis de Fundamentos

SUBSUELO (Mineral de

hierro: óxidos, sulfuros)

HERRUMBRE (óxido de hierrro

hidratado)

ADICIÓN DE ENERGÍA

METALURGIA

• Concentración

• Refinación

• Fusión en horno eléctrico

• Colada

• Laminación

• Forja

CORROSIÓN

ACCIÓN DEL AMBIENTE (Humedad,

contaminates, etc.)

LA CORROSIÓN COMO UN PROCESO INVERS0 A LA METALURGIA

• Tubería

• Varillas de refuerzo

• Vigas

• Placas

• Tanques de almacenamiento

2.3.- MANTENIMIENTO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO

Evolución de la corrosión en estructuras de

concreto reforzado.

2.3.- MANTENIMIENTO DE ESTRUCTURAS

Ley de Sitter

(1994, CEB RILEM)

Reunion Internationale des Laboratoires et Experts des Materiaux

2.4.- DURABILIDAD DEL CONCRETO

Capacidad para resistir la acción del intemperismo, ataque químico, abrasión o cualquier otro proceso de deterioro. (ACI – 201)

Se deben conocer los contaminantes, tipo de ambiente y su agresividad.

FACTORES INTERNOS

- Relación a/c

- Reacción química de los agregados

- Porosidad

- Materiales contaminantes

2.4.- DURABILIDAD DEL CONCRETO

FACTORES EXTERNOS

-Sales

-Carbonatación

-Humedad

-Abrasión

3.- Método de Investigación

Variables ambientales

Temperatura Humedad Relativa Tiempo de Humectación

Variables Electroquímicas

Velocidad de Corrosión

(icorr) Potencial de Corrosión

(Ecorr)

ENFOQUE CUANTITATIVO

3.1.- Selección de Estaciones de Monitoreo

Localización de estaciones de monitoreo del Proyecto DURACON-MEXICO

Cemento Portland

Árido Siliceo triturado de 19 mm

Arena cuarzosa

Relación a/c: 0.45 y 0.65

Adición de plastificante 0.3% de cemento

Revenimiento de 10 cm ± 1.0 cm

Acero de refuerzo de Ø =3/8”

3.2.- Instrumento de recolección de datos

Composición de las probetas

a) Estación DURACON Morelia.

b) Estación DURACON Veracruz.

1. Sección transversal de las probetas de

medición

c) Estación DURACON México, D.F.

d) Estación DURACON Querétaro.

e) Estación DURACON Tampico.

4.- Análisis de Resultados 4.1. Variables ambientales

Gráfica 1.- Temperatura media mensual en la estación meteorológica de Morelia

Gráfica 2.- Humedad relativa media mensual en la estación meteorológica de Morelia

Gráfica 3.- Tiempo de humectación acumulado mensual en la estación meteorológica de Morelia

4.1. Variables ambientales

Rango de activación por corrosión de acuerdo a los

criterios de la Red Durar (2000) y ASTM-C-876 (1991)

4.2. Variables electroquímicas

4.- Análisis de Resultados

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 30 MM - A/C = 0.45

MORELIA

QUERÉTARO

MÉXICO, D.F.

VERACRUZ

TAMPICO

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 30 MM - A/C = 0.65

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 20 MM - A/C = 0.45

MORELIA

QUERÉTARO

MÉXICO, D.F.

VERACRUZ

TAMPICO

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 20 MM - A/C = 0.65

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 15 MM - A/C = 0.45

MORELIA

QUERÉTARO

MÉXICO, D.F.

VERACRUZ

TAMPICO

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0.001 0.010 0.100 1.000

E c

orr

(m

V)

Icorr (μA/cm2)

RECUBRIMIENTO 15 MM - A/C = 0.65

4.3. Correlación entre variables

electroquímicas y variables ambientales

Coeficiente de

correlación (R)

Grado de

correlación

0.00 – 0.20 Muy débil

0.20 – 0.40 Débil

0.40 – 0.60 Moderado

0.60 – 0.80 Fuerte

0.80 – 1.00 Muy fuerte

ESTACIÓN DAÑO POR CORROSIÓN

VARILLAS CON MAYOR AFECTACIÓN

MORELIA DESPRECIABLE - MODERADO Varillas con recubrimiento de 20 mm en probetas con a/c = 0.65

VERACRUZ DESPRECIABLE - MODERADO

Varillas con recubrimiento de 15 mm en probetas con ambas a/c

MÉXICO, D.F. DESPRECIABLE Varillas con recubrimiento de 15 mm en probetas con ambas a/c

QUERÉTARO DESPRECIABLE

Varillas con recubrimiento de 15 mm en probetas con a/c = 0.65

TAMPICO DESPRECIABLE

Varillas con recubrimiento de 15 mm en probetas con ambas a/c

5.- Conclusiones y Recomendaciones

5.- Conclusiones y Recomendaciones

Generar información acerca de los contaminantes presentes en las estaciones DURACON

Realizar el monitoreo de las variables electroquímicas en estructuras que se encuentren funcionando para generar información más realista.

Considerar el tipo de ambiente donde trabajará la estructura para realizar un buen diseño por durabilidad.

Recordemos que…

Diseño integral +

Materiales de Calidad +

Buenas prácticas constructivas +

Programa de mantenimiento preventivo

…Producen excelentes resultados

¡GRACIAS!