Protección contra la corrosión del acero de refuerzo en concreto una solución a nuestro alcance

La corrosión del acero de refuerzo es la principal causa del deterioro del concreto y un problema mundial. La falla de las estructuras de concreto debido a la corrosión plantea importantes implicaciones de seguridad para la infraestructura crítica, como carreteras, túneles, puentes y otros proyectos expuestos a entornos agresivos.

La Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (NACE, por sus siglas en inglés) de los EE. UU. Estima que el costo directo anual de la corrosión de los puentes de carreteras es de más de USD 13 mil millones.

El acero no es un material natural (más bien mineral de hierro fundido y refinado) y, por lo tanto, está sujeto a la corrosión. Como un metal termodinámicamente inestable en condiciones atmosféricas normales, el acero liberará energía y volverá a su estado natural: óxido de hierro u óxido.

La acumulación de óxido aumenta el volumen del elemento de acero incrustado. Este aumento en el volumen ejerce una presión expansiva sobre el cemento circundante que causa el agrietamiento, deslaminación y desprendimiento del concreto. El daño resultante, afecta tanto la durabilidad del concreto como la vida útil.

De forma natural, el acero está protegido contra la corrosión en el ambiente alcalino del concreto (pH 12 a 13) por una capa delgada de óxido que pasiva el metal. Esta capa evita que los átomos de metal se disuelvan y reduce la velocidad de corrosión a niveles insignificantes.

La corrosión del acero en el concreto comienza cuando se destruye la capa de óxido. La destrucción de la capa de pasivación se debe a un aumento de la concentración de cloruro o la reducción del nivel de pH (reducción de la alcalinidad) en el concreto.

La penetración de iones de cloruro en el concreto es la causa principal y mejor documentada de la corrosión del refuerzo de acero.

Los iones de cloruro solubles en agua contenidos en el agua de mar y las sales de deshielo entran al concreto a través de los capilares y las microfisuras. Al llegar al refuerzo, los cloruros de acero comienzan a penetrar la capa de óxido pasivante. Una vez que se excede una cierta concentración de cloruro (valor de umbral) en la superficie del acero de refuerzo, se inicia la corrosión siempre que haya oxígeno y agua presentes.

En general, en los países europeos y en América del Norte, el contenido de cloruro tolerable se limita a aproximadamente el 0.4% en peso del cemento.

La carbonatación reduce progresivamente el nivel de pH del concreto. El dióxido de carbono (CO 2) en el aire o el agua penetra en el concreto y reacciona con los hidróxidos para formar carbonatos, que se convertirán en carbonato de calcio (CaCO 3 ) cuando reaccionan con el hidróxido de calcio (Ca (OH) 2 ).

Esta reacción reduce el pH de la solución de poros. En total, la carbonatación puede reducir el pH a aproximadamente 7. Cuando el pH del concreto cae por debajo de un valor de aproximadamente 9, se inicia la corrosión del refuerzo de acero ya que ya no está pasivado.

El proceso de carbonatación requiere agua dentro del concreto para que el dióxido de carbono se disuelva y forme ácido carbónico (H 2 CO 3 ). Si el concreto está demasiado seco (HR <40%), el dióxido de carbono no puede disolverse y la carbonatación no puede tener lugar.

La carbonatación del concreto es un proceso lento que ocurre con el tiempo y, por lo general, no es una preocupación para los concretos con una vida útil de diseño de menos de 50 años. No obstante, sigue siendo una preocupación importante ya que la carbonatación se acelera en el concreto más permeable (mayor relación p / c, bajo contenido de cemento, baja resistencia).

Además, la mayoría de la infraestructura y otros proyectos críticos ahora están diseñados con una vida útil de 100 años o más y muchos proyectos se construyen en ubicaciones con una calidad de aire en descenso ( valores más altos de CO 2 ).

Es por eso que los productos Penetron protegen el concreto contra la corrosión del acero de refuerzo de múltiples maneras.

• Penetron es un material altamente alcalino que ayuda a mantener el ambiente alcalino en el que el acero permanece pasivado.

• Penetron reduce la permeabilidad del concreto formando cristales insolubles, sellando microfisuras, poros y capilares incluso bajo presión hidrostática alta. Al mantener el agua fuera del concreto, se evita que los cloruros solubles en agua entren e inicien la corrosión.

• Se evita que el agua necesaria para disolver el dióxido de carbono para formar ácido carbónico penetre en el concreto tratado con Penetron; ralentizando significativamente la carbonatación de estructuras de concreto.

• La difusión del gas de dióxido de carbono se reduce en gran medida debido a la baja permeabilidad del concreto tratado con Penetron

• Penetron auto-cura nuevas grietas a lo largo de la vida útil, evitando que el agua, que se requiere para la penetración y carbonatación del cloruro, encuentre nuevas formas en el concreto.

La difusión de cloruros y la carbonatación a través del concreto se reduce drásticamente en el concreto tratado con Penetron. Esto provoca un retraso considerable en la corrosión del acero de refuerzo y, por lo tanto, un aumento de la durabilidad del concreto.

Estudios independientes han demostrado que esta mejora en la durabilidad puede agregar 60 años o más de vida útil a las estructuras de concreto en entornos críticos.

PENETRON CONTRA LA CORROSIÓN DE ACERO EN CONCRETO ARMADO

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