111111 DURABILIDAD en el CONCRETO

DURABILIDAD
ATAQUES QUIMICOS AL CONCRETO
Dr. Ing JAVIER ARRIETA FREYRE

DURABILIDAD en el CA

CAPACIDAD
DE
MANTENER
SU
RESISTENCIA Y FUNCIONALIDAD
REQUERIDAS DURANTE SU VIDA DE
SERVICIO ESPECIFICADA
Considera:
•

FACTORES EXTERNOS O CAUSAS INTERNAS

•

ACCIONES FISICAS, QUIMICAS O MECANICAS

ORIGENES Y CAUSAS
• Identificar la Etapa del Proyecto
PLANEAMIENTO

• Definir Causas
• Proponermecanismos asociados

ESTUDIOS

re
t
r
o
a
l
i
m
e
n

• Neutralizar causas identificadas

CONTRATACIO
N
Y
EJECUCION

OPERACIÓN
Y
MANTENIMIENT
O

ta

ci
on

Ej: Fisuras en losas de concreto
por mal diseño y mala compactación

CAUSAS DE
DETERIORO
CAUSAS MECANICAS : IMPACTO, ABRASION,
EROSION, CAVITACION
CAUSAS QUIMICAS: ATAQUE DE SULFATOS
CORROSION DEL CA
CARBONATACION
Rx ALCALI-AGREGADO
ATAQUE AGUA DEMAR
MATERIAS ORGANICAS
AGUAS PURAS Y ACIDAS
CAUSAS FISICAS:
RETRACCION
ALTAS TEMPERATURAS
GRADIENTES TERMICA
CONGELAMIENTO-DESHIELO

CONCRETO

Zona de transición

Agregados

Concreto: muestra pulida

Pasta hidratada
Agregado

Micrografia: Microscopio
electronico de barrido

LAS TRES FASES DEL CONCRETO

• Agregado
• Pasta de Cemento
Hidratada

Los Agregados

NORMAS Y ENSAYOS
NTP 400 037
ASTM C 33Rx álcali- agregado:
• Agregados siliceos amorfos
reactivos con álcalis del cemento:
Na2O K2O
• Fisuración interna del elemento
a largo plazo, destrucción

El Cemento
Materiales calcáreos y arcillosos
llevados a fusión incipiente
1450ªC

Composición de Oxidos:
CaO

Cal

SiO2

Sílice

Al2O3

Alúmina

Fe2O3

Oxido de fierro

MgO

Oxido de magnesio

K2O

Alcalis

Na2O
Fig: Resistencia de las fasespuras
del cemento

Química del cemento:
C3A C2S C3S

C4AF

Hidratación

C3S2H2 + Ca (OH)2 + C6AS3H32

C3A + C2S + C3S +

+ K2O, Na2O, MgO, CPnh

C4AF + yeso + H2O

+ H sol ionica (Ca++ Na++ ..)
+ Red de Vacios ( aire atrapado,
poros capilares, poros gel, ..)

RX Aluminatos:
C3A + ·CaSO4.2H2O +26H2O

3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O

C4AF + 10H2O + Ca(OH)2

6CaO.Al2O3.Fe2O3.12H2O

RX Silicatos :
2C3S + 6H2OC3S2H3 + 3Ca(OH)2 + Ch

2C S + 4H O

C S H + Ca(OH) + Ch

1. Formación portlandita a partir del C3S:
2[(CaO)3 . (SiO2)] + 6 H2O …….. (CaO)3 . (SiO2)2 . (H2O)2 + 3Ca (OH)2 +
Ch
2 [ 40+16)3 + (28 + 2x16)] + 6( 2x1 + 16) …….. 242 + 3 (40+(16+1)2 )
2[ 168 + 60 ] + 108 ….. 241 + 222
456 + 108
..... 241 + 222
564
….. 241 + 222
% Ca(OH)2 = (222 / 564) x 100

= 39.4 %


2. Formación de CO2
CO3.Ca + Ch--- CO2 + CaO






Ca = 40
Si = 28
O = 16
H = 1
C = 14

Hidratos de cemento
Pasta de cemento hidratado

C3S2H2 …. gel

Ca(OH)2...Portlandita
C6AS3H32 ... Etringita

REACCIONES HIDRATACION
2 (3CaO.SiO 2 )
+
Silicato tricalcico

11 H2 O

-->

3CaO.2SiO 2 .8H2 O
+
Silicato de calcio hidratado

3 (CaO.H2 O)
Hidróxido de calcio

2 (2CaO.SiO 2 )
+
Silicato dicalcico

9 H2 O

-->

3CaO.2SiO 2 .8H2O
+
Silicato de calcio hidratado

CaO.H 2 O
Hidróxido de calcio

___________________________________________________________________________
3CaO.Al 2 O3
+
3(CaO.SO 3.2H 2 O)
Aluminato tricálcico
YESO

+

26 H 2 O --> 6CaO. Al 2 O 3.3SO 3.32H 2 O
Etringita

2(3CaO.Al 2O3 ) + 6CaO. Al 2O 3 .3SO3 .32H2 O + 4 H 2 O --> 3(4CaO. Al 2 O3 .SO3 .12H2 O)
Aluminato tricálcico
Etringita
Monosulfoaluminatode calcio
___________________________________________________________________________
4CaO.Al 2 O3 .Fe 2 O3 )

+

Fe rroaluminato te tracálcico

2(CaO.H 2 O) + 10 H2 O --> 6CaO. Al 2 O3 .Fe 2 O3 .12H 2O)
Hidróxido de calcio

Fe rroaluminato de calcio hidratado

Micrografia de Hidratos de
Cemento

Fuente: Notas de clase Dra Rosaura Vasquez
Maestria Tecnologia de la Construccion

Solución ionicaH sol ionica (Ca++ Na++ ..):
agua de combinación
agua adsorbida
agua poros gel
Lmax
Burbuja
de aire

*

Burbuja
de aire

1er cristal

RED DE VACIOS
• POROS GEL

POROS CAPILARES

•

AIRE INCORPORADO

•

CANGREJERAS

Poros gel

AIRE ATRAPADO

Poros capilares

Aire incorporado

Aire atrapado

ATAQUE POR
SULFATOS

ATAQUE POR SULFATOS

SINTOMAS
• Micro fisuración interna
• Fisuración exterior
•...