Unidad v - Corrosin en Concreto

5/7/2018 Unidad v - Corrosin en Concreto - slidepdf.com

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UNIDAD V.

CORROSIÓN Y PROTECCIÓN DEL CONCRETO Y DEL ACERO DE REFUERZO

Ing. María Zárraga



1.

Corrosión del Acero en el Concreto

2.

Tipos de Corrosión

3.

Métodos de Prevención y Control de la Corrosión

CONTENIDO



El hormigón (concreto) confiere al acero una protección de doble naturaleza:

por un lado, en una barrera física que lo separa del medio ambiente y por otro

lado, el líquido encerrado en los poros del hormigón es un electrólito que puede

formar un oxido protector (pasivación) de forma duradera). Esta soluciónacuosa esta constituida principalmente por iones OH-, a los que se debe la alta

alcalinidad pH= 12,5.

A esta elevada alcalinidad y con el contenido de oxigeno normal del ambienteen la estructuras aéreas, el acero se recubre de una capa pasiva de óxidos muy

adherentes, compacta e invisible, que lo preserva indefinidamente de cualquier

signo de corrosión, mientras el hormigón sea de buena calidad y no cambie sus

características fisicoquímicas por acción del medio exterior.

Por otra parte, en ausencia de oxigeno, el refuerzo de acero se oxidaría muy

lentamente sin causar problemas por corrosión del mismo, como es el caso de

las estructuras sumergidas, donde el hormigón no se encuentra agrietado.



Consiste en la oxidación destructiva del

acero, por el medio que lo rodea.

3

1

4

2

Hormigón

Armadura

Zona de Corrosión Zona de Pasivación

1.

Ánodo: Lugar donde se produce la reacción de oxidación. Fe Fe2+

+ 2e-2.

Cátodo: Lugar donde ocurre la reacción de reducción. O2

+ 2H2

O + 4e -

4(OH)-

3.

Conductor Electrónico: Contacto Eléctrico Ánodo/Cátodo (Armadura)

4. Conductor Iónico / Electrólito: Hormigón



La corrosión electroquímica del acero en el concreto resulta de la falta de

uniformidad en el acero (diferentes aceros, soldaduras, sitios activos sobre la

superficie del acero), contacto con metales menos activos, así

como también las

heterogeneidades en el medio químico o físico (hormigón) que rodea el acero.

Aunque la potencialidad para la corrosión electroquímica puede existir debido a

la falta de uniformidad del acero en el hormigón, la corrosión normalmente se

previene por la formación de esa película de oxido de hierro pasivante

mencionada anteriormente. Pero, cuando las condiciones de servicio cambian y

el hormigón se altera o a través de él penetran sustancias agresivas, se produce

el rompimiento de esta película y la corrosión de las armaduras se desencadena

con una triple consecuencia:

1.El acero disminuye su sección o incluso se convierte completamente en óxido,

2.El hormigón puede fisurarse

o delaminarse

debido a las presiones que ejerce

el óxido expansivo al generarse y,3.La adherencia armadura –

hormigón disminuye o desaparece.



EFECTOS DE LA CORROSIÓN EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO

SOBRE EL ACEROReducción de la sección

transversal y disminución deresistencia mecánica

SOBRE EL CONCRETOManchas de óxido, fisuras y

delaminaciones

SOBRE LA ADHERENCIAIncapacidad para transferir las

tensiones de tracción del concretoal acero.

AFECTAN LA DURABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO



Para que la corrosión del acero pueda iniciarse y mantenerse existen dos

mecanismos que en general son los más aceptables:

1.Reducción de la alcalinidad por lixiviación de las sustancias alcalinas con agua

o neutralización parcial con dióxido de carbono u otro material acídico

y,

2.Por la acción electroquímica que involucra al ion

cloruro en presencia de

oxigeno.



La despasivación

de la armadura,puede seratribuida

a:

Iones Agresivos

Pérdida dealcalinidad

Cl-

Cl-

Cl -

Cl-Cl-

Cloruros

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

Carbonatacióndel concreto

pH < 8



Condiciones para que exista o no corrosión en el concreto armado:

PARA QUE HAYA CORROSIÓN

PARA QUE NO HAYA CORROSIÓN

Mantenga al Concreto Armado fuerade las siguientes opciones

Coloque en el Concreto Armadoalguna de las siguientes opciones



La corrosión en el concreto armado puede adoptar diferentes formas, según la

apariencia f í sica del ataque

De acuerdo a esto los tipos de corrosión que se pueden presentar son los

siguientes:



El fenómeno de picadura (pitting) se inicia por una destrucción localizada de la capa

de oxido que pasiva al acero, por parte del ión cloruro. El metal así

expuesto se

corroe. Además, entre el metal expuesto y el metal pasivado

se genera una pila

galvánica que contribuye acelerar la corrosión del metal expuesto. Comoconsecuencia de esta corrosión, se produce una concentración local, dentro de la

picadura que se esta formando, de cloruro y ácido, impidiendo el acceso de oxígenoal interior del poro, lo que contribuye a acelerar más la velocidad de corrosión dentrodel poro.

Cl-

Cl-Cl-

Cl - Cl-

Cl-

Cl-

Corrosión por Picaduras

ArmaduraHormigón

Cl-, H2

O,O2



Este tipo de corrosión ocurre cuando sobre la superficie del metal existe un espacio

lo suficientemente resguardado que evita el acceso del oxígeno.

Armadura

Hormigón o Revestimiento en buen estado

Hormigón o Revestimiento con daño /imperfección

Pérdida de adherencia en el Hormigón

Corrosión en Espacios Confinados

Productos de Corrosión



Este tipo de corrosión ocurre cuando se dan conjuntamente dos circunstancias:

esfuerzos de tracción sobre el acero y un medio agresivo. Esto ocurrepreferencialmente

en concreto pre

o postensado, donde se utilizan aceros de alta

resistencia debido, en general, a la presencia de hidrógeno atómico difundiendo através del metal. Este hidrógeno puede provenir de diferentes fuentes: corrosión delacero ó

protección catódica (sobreprotección).

la corrosión bajo tensión es un fenómeno muy especifico, generalmente asociado auna mala calidad del hormigón o la presencia de determinados iones, generalmenteaportados por algunos aditivos ó

al uso de un determinado tipo de acero (templado y

revenido)

La única manera de confirmar la fragilidad por hidrógeno o la corrosión bajo tensiónes mediante la observación microscópica de las superficies de fractura.

Este daño es considerado del tipo catastrófico, ya que está

asociado a una pérdida

de ductilidad y a la fractura de la armadura.



Las corrientes de interferencia también llamadas vagabundas o erráticas, pueden ser

definidas como las corrientes que fluyen en una estructura y que no forman parte delcircuito eléctrico.

Para que ocurra la corrosión por corriente de interferencia debe existir un intercambiode corriente entre una estructura metálica y un medio electrolítico.

Es importante indicar que si el acero se encuentra pasivado

en un hormigón no

contaminado por cloruros, esta corriente de interferencia no producirá

la corrosión del

refuerzo.



Es el resultado de una pérdida generalizada de la película pasiva, resultante de la

carbonatación del concreto o la presencia de excesiva cantidad de iones cloruros.También puede ocurrir por efecto de la “lixiviación”

del hormigón producida por la

percolación y/o lavado por aguas puras o ligeramente ácidas.

CO2

CO2

CO2

(0,03% en el aire)

Armadura

Ca(OH)2 CaCO3

NaOH + CO2 H2O Na2CO3 + H2O

KOH K 2CO3

pH ≥ 12, 5 a 8



Esta corrosión se puede dar cuando existen dos metales diferentes en un medio

electrolítico.

En el caso del acero en concreto, esta situación se da cada vez que en alguna zonase dañe o no se forme la película pasiva característica. Esta zona actuara comoánodo frente al resto del material, donde permanece la pasivación, el cual actuarácomo cátodo.



Métodos de Prevención y Control de la Corrosión

Se basa en eliminar alguno de los cuatro elementos que conforman la celdade corrosión (ánodo, cátodo, conductor iónico y conductor electrónico).

Variedad de métodos se han utilizado para proteger al hormigón de la

corrosión, comenzando por la calidad de los constituyentes de la mezcla(controlando las propiedades fisicoquímicas).

Indirectamente, se puede minimizar la corrosión con pinturas, revestimientosdel acero y recubrimientos sobre el hormigón, con protección catódica,

agregando inhibidores de corrosión, removiendo los iones cloruros yrealcalinizando el hormigón. (Los últimos dos métodos se encuentran enperiodo de evaluación)



Protección de las Armaduras

DIRECTA

INDIRECTA

PROTECCIÓN

CATÓDICA

GALVANIZADO REVESTIMIENTOS

EPÓXICOS

INHIBIDORES EXTRACCIÓNDE CLORUROS

REVESTIMIENTOS REALCALINIZACIÓN

ELECTROQUÍMICA




PROTECCIÓN CATÓDICA:

Es el único sistema de verdadero control de corrosión, ya que permite que laarmadura se comporte como cátodo.

En la práctica por razones técnicas y económicas, no se llega a detener la

corrosión sino a alcanzar una disminución que garantice el tiempo de servicio.

Es importante resaltar que todo el acero de refuerzo tenga una buenacontinuidad eléctrica para que la protección catódica sea efectiva.

DIRECTA




REVESTIMIENTOS EPÓXICOS:

El revestimiento epóxico

protege por barrera, de allí

que cualquier poro/daño en

el revestimiento es perjudicial para la protección del acero. Los resultadosobtenidos con este revestimiento no han sido los más deseados. Se hanobservado daños por corrosión severa en estructuras en las cuales se ha

aplicado este método.

GALVANIZADO:

Se emplea el zinc, el cual protege al acero por un mecanismo de sacrificio. Sihay riesgo por ataque de iones cloruros es importante que la capa de zinc purogalvanizado tenga un espesor mínimo de alrededor de 50 μm

y que la capa

aleada Fe-Zinc sea lo más pequeña posible.

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