Corrosi N Esp 02

INGENIERÍA

La carbonatación en
el concreto reforzado
Considerado como el material ideal para nuestras estructuras, el
concreto reforzado exige de alta tecnología por las necesidades
que tiene de conservación y mantenimiento; dado el proceso de
corrosión que ataca al acero de refuerzo.

U

na de las condicionantes del proceso
corrosivo del acero de refuerzo en
las estructuras de
concreto, esprecisamente el fenómeno de la Carbonatación (Fig. 1). El concreto
del recubrimiento de cualquier
elemento estructural, puede perder la alcalinidad que mantiene
protegida a la varilla de acero de
refuerzo, lo que puede producir
una herrumbre que se puede
expandir a toda la armadura, proceso que termina por hacer “explotar” y desprender el concreto
que la recubre (recubrimiento). A
partir de esteinstante, la varilla
de acero pierde parte de su sección transversal original, lo que
también, con el tiempo, puede
conducir al deterioro de la propia
estructura.
Generalmente, el fenómeno
de la carbonatación ( 1*), es un
proceso físico-químico complejo
que modifica lentamente en el
tiempo la estructura del concreto,
induciendo a cambios en sus propiedades físicas. Por lo general,
el fenómeno avanzadel exterior
al interior de la masa de concreto
del elemento; ahí tiene mucho
que ver el tiempo y la profundidad
de afectación. La carbonatación

20

diciembre 2012

E. Vidaud
(Primera parte)

Fig. 1

Corrosión en armaduras inducidas por carbonatación en estructuras de
concreto reforzado. Fuente: ATE IMCYC.

penetra a través de los poros del
concreto hasta alcanzar y despasivar al acero de refuerzo.Este
momento es conocido por los
especialistas como Avance del
frente de carbonatación.

¿Qué aspectos pueden condicionar este fenómeno en el
concreto reforzado y cuál es el
mecanismo de su desarrollo?
La carbonatación debe su presencia en el concreto al dióxido

(1*)
De acuerdo al ACI 116R-00 (Cement and Concrete Terminology), la carbonatación (carbonation)
es la reacción entre el dióxido decarbono y un hidróxido o un óxido para formar un carbonato, especialmente en una pasta de cemento, mortero o concreto; la reacción con los compuestos de calcio
produce carbonato de calcio.

Construcción y Tecnología en concreto

de carbono(CO 2 ) presente en
el ambiente en forma de gas
anhídrido carbónico; máximo en
zonas urbanas o con elevados
niveles de contaminación, donde
sus concentraciones sonmayores.
La humedad y la temperatura ambiente, son factores igualmente
importantes como veremos más
adelante en este escrito.
La carbonatación es un tipo de
reacción ácida que puede afectar
de manera importante la durabilidad del concreto. Se trata de
un proceso lento, que resulta de
una reacción química en la que
el hidróxido de calcio (Ca(OH)2),
presente en la pasta de cemento, reacciona con eldióxido de
carbono (CO2) de la atmósfera,
y forma carbonato de calcio
(CaCO3); tal y como se representa
en la Ecuación (química) 1.
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (2)
Producto del efecto físicoquímico resultante de esta reacción, se produce una degradación
lenta y de continuo avance; desde
la superficie hacia el interior del
elemento de concreto. El pH(2*)
del concreto, en condiciones
normales detrabajo, oscila entre
valores de 12 ó 13. No olvidemos
que en el proceso de hidratación
del cemento Portland se produce
Ca(OH)2 (también llamado Portlandita) a partir de la combinación
de los grupos puros de silicatos
y de aluminatos con el agua. La
Portlandita o hidróxido de calcio,
junto con los álcalis de sodio y de
potasio aportados por las arcillas,
es el mayor responsable de la elevadaalcalinidad (basicidad) de la
pasta en el concreto.
Se afirma en diversas fuentes
especializadas que la pasta de
cemento contiene entre un 25 y
un 50 % en peso del cemento de
hidróxido de calcio; lo que redunda en que la pasta de cemento
fresco tenga un pH de 12 como

mínimo. En este caso, dada la
elevada alcalinidad del concreto,
las varillas de acero se encuentran
recubiertas por una capa de óxido...