Reacciones alcali

2.3 LA REACCIÓN ÁLCALI-CARBONATO
2.3.1 La reacción
La reacción álcali - carbonato se da en hormigones que tienen rocas carbonatadas como áridos. Hay dos clases de reacciones álcali-carbonato:
· en la primera, las rocas carbonatadas reaccionan con los álcalis presentes en los poros del hormigón produciendo expansiones y fisuraciones nocivas, · en la segunda, las zonas periféricas de laspartículas de árido en contacto con la pasta de cemento, se modifican, desarrollándose bordes sobresalientes entre la partícula y la pasta alterada que la rodea. Sin embargo, esta reacción no parece ser nociva para el hormigón.

Teniendo en cuenta el tipo de roca que reacciona, y los problemas que provoca, se pueden distinguir los siguientes tipos de reacción álcali-carbonato:
1) Reacciones queafectan a rocas carbonatadas no dolomíticas: está caracterizada por que los bordes, que en este caso son negativos1, de la reacción son visibles a lo largo de los márgenes de las secciones transversales de las partículas del árido. Esta reacción no se considera
nociva para el hormigón e incluso puede resultar beneficiosa.
1 Se habla de bordes negativos cuando la zona de borde de reacción se disuelvecon mayor rapidez que el interior de la partícula.

2) Reacciones que afectan a dolomías o a rocas carbonatadas muy dolomíticas: también se caracteriza por bordes de la reacción visibles en las secciones transversales. Salvo en casos puntuales, no hay datos para indicar que sea una reacción dañina.
3) Reacciones que afectan a rocas dolomíticas impuras: estas rocas presentan una composición ytextura características. Esta textura consiste en una matriz de grano fino de calcita y arcilla que rodea una serie de grandes cristales de dolomía diseminados en el interior de dicha matriz. La roca consiste en cantidades importantes de dolomita y calcita en la parte carbonatada, con cantidades significativas de residuo insoluble en ácido, en su mayoría arcilla.
Hay dos tipos de reacción queafectan a estas rocas:
a) Reacciones de silicificación de los bordes: no hay datos de que esta reacción sea nociva para el hormigón, aunque podría estar relacionada con el retraso de la velocidad de adquisición de resistencia del mismo.
La reacción se caracteriza por el enriquecimiento en sílice de la periferia de las partículas que reaccionan, y al atacarlas con ácido clorhídrico diluido, losmárgenes se observan como positivos o sobresalientes.
b) Desdolomitización: Esta es la reacción que produce las expansiones en el hormigón y es de la que se va a tratar de ahora en adelante.

DESDOLOMITIZACIÓN
La desdolomitización, según Gillott y Swenson (1969) y Deng y Tang (1992), es la reacción del carbonato cálcico y magnésico con una solución alcalina dando como producto la brucita (hidróxidomagnésico) y la regeneración de hidróxido alcalino según las siguientes reacciones:
Desdolomitización:
CaMg (CO3)2 + 2 NaOH ® Mg (OH)2 + CaCO3 +Na2CO3
dolomita brucita calcita
O bien:
CaMg (CO3)2 + 2 NaOH + 5 H2O ® CaNa2 (CO3)2·5H2O+ Mg (OH)2
Regeneración del ión álcali (por ejemplo, NaOH):
Na2CO3 + Ca (OH)2 ® 2 NaOH + CaCO3
portlandita calcita
Al formarse Mg (OH)2, que es un productorelativamente insoluble, se produce un debilitamiento de la unión pasta cemento y una zona porosa alrededor del árido con lo
que el agua puede penetrar fácilmente. Además, el hecho de que se produzca la
regeneración del ión álcali en solución hace que la desdolomitización sea un proceso continuo que puede afectar a grandes cantidades de árido.
Hay otros autores como Galí et al. (2001) y García etal. (2003) que proponen una reacción de desdolomitización en la que no intervienen los cationes alcalinos. En este caso, no estaríamos hablando de álcali - carbonato aunque obviamente, igualmente se trata de una reacción expansiva sólo que en este caso no intervienen esos iones:
CaMg (CO3)2 + Ca (OH)2 ® Mg(OH)2 + 2CaCO3
Aquí, la dolomita reacciona directamente con la portlandita para dar...