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LA CORROSIÓN DEL ACERO POR CLORUROS EN EL CONCRETO ARMADO
Introducción
Las pérdidas económicas causadas por la corrosión del acero de refuerzo, en las estructuras de concreto son considerables, únicamente en los Estados Unidos se calculan en billones de dólares por año.
Las primeras experiencias de corrosión inducidas por el ion cloruro fueron estudiadas en el período 1940-1960, enestructuras pretensadas de concreto con aditivos de cloruro de calcio. Posteriormente, con el empleo extensivo de sales de deshielo a base de cloruro de calcio en pavimentos, se incrementó la investigación en los años 1965 a 1975. Finalmente, por el desarrollo de las estructuras marítimas, como es el caso de las plataformas de petróleo y el incremento de la construcción en el Oriente Medio, se observaronnuevos problemas de corrosión inducida por cloruros, potenciada por el ambiente marino, clima cálido y las circunstancias de las zonas áridas, en las cuales se comprobó la ineficacia de las regulaciones de protección generalmente aceptadas en países del Norte.
La corrosión por cloruros en concreto armado.
En el concreto armado el refuerzo de acero se encuentra doblemente protegido contra lacorrosión. En efecto, el recubrimiento de las barras opone una barrera física para la penetración del agua y del oxigeno del entorno. Además el acero en el concreto se encuentra rodeado por una fina capa de óxido, transparente, compacta y continúa, que crea condiciones de pasivación. La capa pasivante se forma en el proceso de hidratación del cemento y permanece por la elevada del calcio, en especialpor la actividad de la Portlandita Ca (OH)2 que crea un pH alrededor del 12.4 y el contenido de álcalis que puede elevar el pH a 13.2.
La película protectora que cubre el acero es destruida puntualmente en al corrosión inducida por los iones de cloruro presentes en la interfase con el acero, formándose una superficie anódica muy pequeña con relación a un gran superficie catódica, constituidapor la barra de acero pasivada. Las condiciones desfavorables de la superficie producen una profunda y muy acelerada penetración de la corrosión en el refuerzo.
El proceso puede darse como sigue. El ion cloruro actúa como un catalizador para la oxidación tomando parte activa en la reacción. Al oxidar al acero para formar el ion complejo cloruro férrico, FeCI3, arrastra este ion inestable en lasolución, donde reacciona con los iones hidroxilos disponibles pata formar hidroxilo de fierro, Fe(OH)2. Este libera iones cloro y consume iones hidroxilo como se esquematiza en las siguientes reacciones:
2 Fe + 6CI - = 2FeCI3 + 4e -
Seguido por:
FeCI3 + 2OH = Fe(OH)2 + 3CI
Los electrones liberados en la reacción de oxidación fluyen a través del acero hasta la superficie catódica. Este procesoresultaría en una concentración de ion cloruro y una reducción del pH que favorece la ruptura continua de la película pasivante de óxido.
La presencia de cloruros en el concreto puede provenir de sus componentes: cemento, agregados, agua de mezcla y aditivos. De otro lado, los iones de cloruro provenientes del entorno también se difunden en el concreto a través de su estructura capilar, comosucede con el agua de mar, la brisa marina y sustancias gaseosas de medios industriales.
El iön cloruro en el concreto puede encontrarse: combinado químicamente, absorbido físicamente o en estado libre. Únicamente la parte de cloruro no combinado es la responsable de la corrosión del esfuerzo. Se estima que aproximadamente el 0.4% del cloruro, con respecto al peso del cemento puede llegar acombinarse.
La difusión del ion cloruro en el concreto se reduce por la capacidad del cemento para combinarlo química o físicamente, en cuanto reacciona con los productos de hidratación. Los componentes del cemento que reaccionan son el aluminato tricalcico (C3A) o 3CaO.AI2O3 que forma cloroaluminatos cálcicos de composición aproximadamente: 3CaO.AI2O3 CaCI210H2O y la fase ferrita, reaccionando el...