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LOS SULFATOS REPRESENTAN UNO DE LOS MAYORES RIESGOS DE AGRESIÓN QUÍMICA PARA EL HORMIGÓN LAS REACCIONES QUÍMICAS QUE INCLUYEN LA FORMACIÓN DE PRODUCTOS EXPANSIVOS EN EL HORMIGÓN O MORTERO YA ENDURECIDO PUEDEN DAR LUGAR A EFECTOS PERJUDICIALES, YA QUE LA EXPANSIÓN PUEDE PRODUCIR TENSIONES MECÁNICAS INTERNAS QUE, EVENTUALMENTE, SE TRADUCEN EN DEFORMACIONES Y DESPLAZAMIENTOS EN DIFERENTES PARTES DELA ESTRUCTURA, EN LA APARICIÓN DE GRIETAS Y FISURAS, DESCONCHADOS, ETC. LOS CUATRO FENÓMENOS ASOCIADOS CON REACCIONES QUÍMICAS EXPANSIVAS SON LOS SIGUIENTES: 1.- ATAQUE POR LOS SULFATOS 2.- ATAQUE ÁLCALI – AGREGADO (ÁRIDO) 3.- HIDRATACIÓN RETARDADA DE LA CAL LIBRE Y DE LA PERICLASA (MgO) 4.- CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS EN EL HORMIGÓN LOS SULFATOS PUEDEN SER DE ORIGEN NATURAL, BIOLÓGICO O PROVENIRDE LA POLUCIÓN DOMÉSTICA O INDUSTRIAL

RESISTENCIA A LOS SULFATOS

HIDRATACION ALUMINATO TRICÁLCICO. Hidratación en ausencia de yeso Cuando el aluminato tricalcico, C3A, se pone en contacto con agua, la reacción inicial que se produce da como resultado un fraguado rápido de la pasta de cemento, causado por la formación rápida de los hidratos de aluminato de calcio (Hidratos 2C3A + 21H →C4AH19(13) + C2AH8 hexagonales) ΔH = -340 KJ/mol Estos hidratos, que son miembros del grupo AFm (A12O3 - Fe2O3 - monosulfato), no son estables y se convierten fácilmente en otro hidrato, que es el C3AH6, el cual aparece como partículas icosatetraedricas C4AH13 + C2AH8 → 2 C3AH6 + 9H (Hidratos cúbicos)

Micrografias de los productos de hidratación del C3A en ausencia de yeso (a).- Gel consistente enlaminillas irregulares. (b).- Escamas hexagonales de CnAH1m (c).- C4AH19 hexagonal y C3AH6 cúbico. (d).- C3AH6 cúbico.

HIDRATACIÓN EN PRESENCIA DE YESO EL YESO PERMITE REGULAR LA HIDRATACIÓN DEL ALUMINATO TRICALCICO, C3A, QUE EN AUSENCIA DE IONES SULFATO, TENDRÍA COMO CONSECUENCIA UN FENÓMENO DE FRAGUADO RÁPIDO DEL CEMENTO, FORMANDO DIRECTAMENTE ALUMINATOS HIDRATADOS EN PRESENCIA DE IONESSULFATO, LAS REACCIONES DE HIDRATACIÓN SON REEMPLAZADAS POR UNAS MÁS LENTAS, QUE COMO EN EL CASO DEL C3S SE DESARROLLAN SEGÚN UNA SECUENCIA EN LA QUE EXISTEN VARIACIONES DE VELOCIDAD.

El primer pico de calor se forma durante los primeros 10 a 15 minutos y, principalmente, se debe a la formación de etringita. El segundo pico coincide con la conversión de etringita a monosulfato. El tiempo que pasaantes de que la conversión empiece depende de la cantidad de sulfato disponible

PERIODO INICIAL.

EL C3A Y EL YESO SE DISUELVEN RÁPIDAMENTE EN AGUA, SEGÚN LAS REACCIONES:

Ca3 Al 2O6 + 2H 2O → 3Ca + + 2 AlO2− + 4 (OH )
2 CaSO4 .2H 2O → Ca 2+ + SO4 − + 2H 2O



ESTAS REACCIONES VIENEN ACOMPAÑADAS DE UN DESPRENDIMIENTO DE CALOR IMPORTANTE Y DE LA FORMACIÓN DE UNA SOLUCIÓN MUYSOBRESATURADA

LOS IONES ASÍ FORMADOS SE COMBINAN INSTANTÁNEAMENTE PARA FORMAR CRISTALES DE ETTRINGITA O SAL DE CANDLOT (TRISULFOALUMINATO DE CALCIO HIDRATADO, ABREVIADAMENTE TSA) SEGÚN LA REACCIÓN:
2 29H 2O + 6Ca + + 2 AlO2− + 3SO4 − + 4 (OH ) → ⎡Ca2 Al (OH )6 ⎤ .Ca2 ( SO4 )3 .25H 2O + Calor ⎣ ⎦2 −

C3 A + 3CSH 2 + 26H → C6 AS 3H 32 + Calor

LA ETRINGITA APARECE , EN GENERAL, BIEN CRISTALIZADA Y SELE OBSERVA FÁCILMENTE AL MICROSCOPIO ÓPTICO, APARECIENDO EN FORMA DE AGUJAS MUY FINAS O DE "ERIZOS" CARACTERÍSTICOS. ESTOS CRISTALES INICIALMENTE SON DEMASIADO PEQUEÑOS, NO PUDIENDO ACTUAR COMO PUENTES ENTRE LAS PARTÍCULAS DE CEMENTO, PERMANECIENDO ASÍ ÉSTAS MÓVILES, UNAS CON RELACIÓN A OTRAS, EN LA PASTA FORMADA, QUEDANDO ÉSTA EN ESTADO PLÁSTICO DURANTE UN DETERMINADO PERÍODO DE TIEMPO. Durante esta primera etapa, se forma una capa de etringita que cubre y protege (barrera protectora, más o menos impermeable) la superficie de las partículas de C3A, impidiendo la difusión de los iones, SO42-, (OH)- y Ca2+.

Ca3 Al 2O6 + 2H 2O → 3Ca + + 2 AlO2− + 4 (OH )
2 CaSO4 .2H 2O → Ca 2 + + SO4 − + 2H 2O




2 29H 2O + 6Ca + + 2 AlO2− + 3SO4 − + 4 (OH ) → ⎡Ca2 Al (OH )6 ⎤ .Ca2 ( SO4 )3...
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