Materiales

TRABAJO DE MATERIALES
DE
CONSTRUCCIÓN





ESTUDIO DE REACTIVIDAD ÁRIDO-ÁLCALIS






ALEJANDRO MATEO RUIZ







ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ……………………………………………………………………………..página 3

REACCIÓN ÁLCALI-SÍLICE………………………………………………………………..página 3-6-

FACTORES QUE AFECTAN A LA REACCIÓN…………………………………………página 6-9

MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETECCIÓN DE ÁRIDOS REACTIVOS……..página9-10

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………página 11

















1. INTRODUCCIÓN
El objetivo del trabajo consiste, en estudiar las reacciones de interacción entre los áridos y los componentes de la fase intersticial del hormigón. Esta reacción álcali-sílice en casos extremos puede ocasionar problemas estructurales y económicos.
En estructuras construidas con hormigónelaborado a partir de un conjunto de materiales, cuyos componentes son capaces de combinarse químicamente y formar un compuesto que es capaz de incrementar su volumen. Dicho incremento de volumen origina graves problemas de rotura de la estructura y fisuraciones del material.
2. REACCIÓN ÁLCALI-SÍLICE
En la fabricación del hormigón, la hidratación del portland, da como resultado una soluciónintersticial que contiene hidróxidos de sodio, potasio y calcio. Los hidróxidos de sodio y potasio se encuentran presentes en la solución, mientras que los de sodio se encuentran en forma cristalizada.
La reacción álcali-sílice se produce cuando la disolución alcalina de los poros del hormigón y los minerales silíceos de algunos áridos reaccionan para constituir un gel, que al absorber el agua,aumentan considerablemente de volumen.
La expansión viene determinada por la presión osmótica. Los geles de silicato alcalino ejercen grandes presiones durante el proceso expansivo, mucho mayores que la resistencia a tracción del hormigón.
Las reacciones que se producen son dos, y se realizan simultáneamente:
Primera reacción: se trata de una reacción ácido-base. Se produce la neutralización delos grupos silanol (Si-OH) por la solución alcalina con sosa cáustica.
El silanol reacciona con el (OH-) y da como producto el SiO-, que al reaccionar con el Na+, produce un gel de silicato.

SiOH + OH- SiO- + H2O

SiO- + Na+ SiONa (gel de silicato)

La segunda reacción: se produce el ataque de los puentes de siloxeno por la solución alcalina, lo queprovoca una desintegración de la estructura y el paso de la sílice en solución al estado de iones positivo. (H2SiO4)

Si2O + 2 OH- Si-O- + -O-Si + H2O En solución H2SiO4

Para que se produzca la reacción álcali-sílice es fundamental la presencia de sílice reactiva, álcalis sodio y potasio y la presencia de agua. Para que la reacción produzca fisuración yexpansión, las cantidades de de sílice reactiva y álcalis tienen que ser grandes y además que el agua proceda de una fuente externa.

La reacción álcali-sílice cesará cuando:

No haya más agua disponible.
Se reduzca toda la sílice disponible.
La concentración de metal alcalino o la de ión hidroxilo se reduce a un nivel umbral.

Como la reacción álcali-sílice se debe a tensiones inducidas por elcrecimiento del gel al absorber el fluido intersticial, dicha reacción dependerá del volumen de concentración del gel, de la velocidad de crecimiento y de sus propiedades físicas.
Si la velocidad de crecimiento fuera lenta, las fuerzas internas se disipan, debido a la migración del gel a través del hormigón. Si la velocidad en cambio fuera rápida, las fuerzas internas pueden llegar a ocasionarfisuras y la expansión del hormigón.
En la siguiente imagen se muestran los diferentes niveles de formación de las fisuras debido a tensiones internas.



Nivel 1: el gel crece provocando tensiones internas. No se producen microfisuras.

Nivel 2: las tensiones producidas son los suficientemente grandes como para causar microfisuras en las cercanías de las partículas reactivas. Tiene...