Concreto en ambientes agresivos A la rápida difusión del uso del

Concreto en ambientes agresivos
A la rápida difusión del uso del concreto armado ha contribuido al complemento de las
propiedades del acero y el concreto. La barrera de protección que le proporciona el concreto a la
varilla de acero es reforzada por el valor de pH alcalino que se alcanza luego de las reacciones de
hidratación del cemento, que hacen pasivo al refuerzo y lo protegen químicamente. Sin embargo,
la interacción con el medio ambiente provoca que dicha protección se vea disminuida,
principalmente por la acción de los cloruros y del CO2.
Se presentan en este escrito los resultados de un estudio realizado en la Universidad de Antioquia
en Colombia a probetas cilíndricas de concreto reforzado y sin reforzar, de 12.5 cm de diámetro y
5 cm de longitud, expuestas a diferentes condiciones atmosféricas, para estudiar su
comportamiento frente a la agresividad del ambiente. Las ciudades elegidas fueron Bogotá,
Medellín y Barranquilla; en cada ciudad se seleccionaron 3 sitios y en cada sitio se instalaron 7
probetas: 4 con refuerzo y 3 sin refuerzo, para un total de 63. En las probetas se utilizó: cemento
Portland tipo I, arena de río con granulometría según ASTM C 778, agua y acero estructural de
bajo carbono con diámetro de 1,6 cm.
Las probetas fraguaron y se dejaron curando 1 mes en una cámara con temperatura de 22-23 °C y
humedad relativa mayor al 80% En el período se realizaron análisis de Espectroscopia de
Impedancia Electroquímica (EIS) a las probetas reforzadas para determinar el estado de pasivación
del refuerzo, utilizando un potenciostato-galvanostato. Al final del período, las probetas fueron
expuestas a los diferentes ambientes durante 1 año. En este período y en cada sitio se retiró una
probeta reforzada cada 4 meses. Para el caso de las probetas sin refuerzo, se retiró una sección de
cada una de ellas en el mismo intervalo de tiempo. Culminado cada período, a las probetas
reforzadas se les realizó análisis de EIS y a las secciones sin refuerzo se les determinó el perfil de
carbonatación por medio de un indicador de acidez y basicidad (fenolftaleína).
En las probetas reforzadas, durante el período de curado y gracias a las reacciones de hidratación
generadas, se da inicio a la formación de una capa pasiva sobre la barra de refuerzo. Asimismo, en
los diagramas de impedancia a los 6, 14 y 30 días para cada una de las probetas, se observa un
aumento progresivo de la resistencia a la polarización del sistema; lo que se relaciona con el
crecimiento de la capa pasiva sobre el refuerzo.
Los resultados de EIS a la probeta retirada tras 4 meses de exposición, muestran que el
crecimiento de la capa pasiva sobre la barra aún sigue en proceso en cada una de las estaciones en
los tres sitios de exposición. Adicionalmente, no se registra hasta ese momento ningún tipo de
ataque sobre la barra, causado por iones despasivantes, especialmente en zonas costeras donde
las probetas están expuestas a mayores concentraciones de cloruros. En el caso de las probetas sin
refuerzo, al término de los cuatro primeros meses de exposición, fueron retiradas secciones de
éstas de aproximadamente 3 cm, a las que se les determinó el perfil de carbonatación. Los
resultados muestran que se ha presentado un perfil de carbonatación en las probetas de todas las
estaciones.
Inicialmente, este comportamiento acelerado de carbonatación puede estar relacionado con las
altas temperaturas y las bajas humedades registradas en los primeros meses de exposición,
provocando que los poros se encuentren secos y permitan el ingreso con mayor facilidad del CO2
atmosférico. Por otro lado, hasta el momento no se evidencia una gran diferencia en el proceso de
carbonatación que muestran las probetas en los tres sitios. Adicionalmente, a partir de estos
resultados se puede confirmar el estado pasivo de la barra de refuerzo, ya que el centro de la
probeta no ha sufrido carbonatación.
Referencia: Correa. E. A.; Montoya, R. M.; Peñaran-da, S. L.; Echeverría, F.; Castaño, J. G.,
“Deterioro atmosférico del concreto en ambientes urbanos colombianos de diferente agresividad”
en Ingeniería y Desarrollo, Universidad de Antioquia, Barranquilla, núm. 23, junio/diciembre, 2008.