Agresión Química Endógena y Exógena

26
UNIVERSIDAD NACIONAL ‘’SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA: INGENIERIA CIVIL CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO TEMA: Agresión química endógena y exógena DOCENTE: Ing. HUERTA MAZA Max Anderson GRUPO: LECHADA CICLO: VI SEMESTRE: 2014-II INTEGRANTES: Bravo Solís Roberts Castro Ariza Edison Fernández Menacho Lincoln Huamán Chávez Cristhian Eduardo Rodríguez Leiva Omar Valverde Camones Wilson HUARAZ _ ANCASH 2014

description

Monografía del tema 06 del Curso de Tecnología del Concreto Agresión Química Endógena y Exógena

Transcript of Agresión Química Endógena y Exógena

UNIVERSIDAD NACIONAL

‘’SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESCUELA: INGENIERIA CIVIL

CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO

TEMA: Agresión química endógena y exógena

DOCENTE: Ing. HUERTA MAZA Max Anderson

GRUPO: LECHADA

CICLO: VI

SEMESTRE: 2014-II

INTEGRANTES:

Bravo Solís Roberts Castro Ariza Edison Fernández Menacho Lincoln Huamán Chávez Cristhian Eduardo Rodríguez Leiva Omar Valverde Camones Wilson

HUARAZ _ ANCASH

2014

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 2

INDICE

I. INTRODUCCION 03

II. OBJETIVOS 04

III. MARCO TEORICO

A. CLASIFICACION 05

B. FACTORES ENDOGENOS (INTERNOS) 06

i. EXPANSION DESTRUCTIVAS DE LAS REACCIONES

ALCALI AGREGADO

C. FACTORES EXOGENOS (EXTERNOS) 10

i. ATAQUE POR SULFATO

ii. ATAQUE POR AGUA DE MAR

iii. ATAQUE POR ACIDO

iv. CARBONATACION

v. ATAQUE POR GASES

vi. ATAQUE POR AGUAS DE PANTANO

vii. ATAQUE POR AGUAS DE DESAGUE

D. DESCRIPCION DE DAÑOS 21

E. DESCRIPCION DE ORIGEN DE DAÑOS 21

IV. CONCLUSIONES 23

V. RECOMENDACIONES 24

VI. BIBLIOGRAFIA 25

VII. PENSAMIENTO 26

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 3

I. INTRODUCCION

En estos últimos años las edificaciones han ido en aumento, por ello la

exigencia en las universidades en preparar buenos profesionales. El

ingeniero civil es uno de ellos que está ampliamente empapado en esta

rama, para ello debe manejar los conocimientos acerca de Las agresiones

químicas endógenas y exógenas que sufre el concreto endurecido.

Los concretos constituidos con materiales apropiados convenientemente

proporcionados y bien consolidados, aseguran la durabilidad de las

construcciones. Al efecto, además de las estructuras construidas durante el

antiguo Imperio Romano, edificaciones contemporáneas con más de 100

años de antigüedad, brindan testimonio de la durabilidad del concreto. Sin

embargo, a la par del desarrollo tecnológico que permita utilizar cementos

de mejor calidad y concretos relativamente impermeables, la contaminación

que se acrecienta producto de nuestra época, ofrece nuevos retos a la

ingeniería.

En los últimos 50 años se ha producido una importante cantidad de trabajos

e investigaciones sobre el ataque químico al cemento y al concreto; que han

sido recuperados en nutridos análisis bibliográficos. Sin embargo, el

conocimiento alcanzado no guarda relación con la magnitud del esfuerzo.

En general se aprecia falta de correlación en las investigaciones que en su

mayoría dirigen en dos vertientes: sea desde un aspecto científico

privilegiando las reacciones con que ocurren en la matriz orientados

principalmente por químicos o se llevan con criterio tecnológico, dando

importancia a la compacidad del material y considerando la cinética de la

penetración del agua y de los gases en la estructura del concreto.

El presente trabajo daremos a conocer las generalidades de las agresiones

químicas que se deterioran al concreto en estado endurecido.

Todo para contribuir a nuestro aprendizaje, futuras investigaciones y

manejo de información para mejorar nuestro criterio.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 4

II. OBJETIVOS

Estudiar la definición del ataque químico al concreto, clases de

ataque químico para así en el futuro enfrentar este problema

adecuadamente, con la elaboración de concretos resistentes al ataque

químico.

Estudiar las reacciones químicas que son agresivas al concreto

internamente.

Estudiar los ataques químicos externos, que afectan al concreto.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 5

III. MARCO TEORICO

El terreno en el que en muchas ocasiones se edifica está expuesto a agentes

externos o internos que le aportan una característica, con la que hay que

contar a la hora de proyectar una construcción, ya que va a condicionar

algunos aspectos de la misma: esto es la agresividad.

La agresividad o ataque químico del terreno puede afectar a las estructuras

que están en contacto con él, en mayor o menor medida, afectando por tanto

la durabilidad de esas estructuras y por tanto su resistencia y estabilidad a lo

largo del tiempo.

A. CLASIFICACION

Pueden ser de carácter intrínseco o extrínseco respectivamente

endógena y exógena, según se deba a la reacción de sus componentes o

se origine por agentes externos.

Formas de ataque químico:

i. Endógenas:

A través de los canalículos del concreto poco compacto, por las

microfisuras de contracción o los vacíos que se encuentran en

concretos mal dosificados. Este tipo de ataque es el más peligroso

en cuanto altera la estructura misma del concreto, es de difícil

control y muchas veces imposible de corregir cuando es detectado.

Se puede presentar en dos formas:

1. Disolución de compuestos solubles en el agua que se

propaga en el interior del concreto, como es el caso de las

aguas ácidas, que pueden provocar el debilitamiento de la

estructura de la pasta de cemento.

2. Expansión que se debe a los compuestos débilmente

solubles, que se forman en el interior del concreto y que dan

origen al crecimiento de cristales, que originan una presión

capaz de llevar a la ruptura de la estructura. Este es el caso

de los sulfatos, que dan forma a cristales expansivos como la

etringita y la thaumasita.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 6

ii. Exógenas:

Que actúa como una forma de erosión en los concretos bien

compactados. Su acción destructiva es menor y es posible tomar

medidas que detengan la degradación del material.

B. FACTORES ENDOGENOS (INTERNOS)

Entre los factores internos debemos considerar las reacciones del

agregado y el cemento independientemente y la reacción cemento

agregado.

1. REACCIÓN DE LOS AGREGADOS

El ataque químico más importante que se produce en el concreto

por acción de los agregados, lo ocasiona el ácido sulfúrico que se

forma por oxidación de los sulfuros de fierro, ocasionando

tensiones internas que llevan a la rotura del material,

generalmente precedida por una coloración localizada de color

marrón.

2. ATAQUE POR AGREGADOS CONTAMINADOS

El carbón presente en el agregado puede contener compuestos de

azufre que, por oxidación, puede dar ataques de sulfatos.

Adicionalmente, la presencia de carbón puede producir

decoloración y manchado de la superficie.

El óxido de magnesio presente en el concreto puede causar

expansión y destrucción si la presión durante el secado produce

minúsculas grietas en la pasta, las cuales permiten que el agua

llegue a los granos de periclasa, óxido de magnesio nativo, que

cuando está húmeda origina expansión y rotura. Algunos vidrios

artificiales, al igual que los naturales, son expansivamente

reactivos con los álcalis del cemento.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 7

3. REACTIVIDAD DEL CEMENTO

Con el desarrollo actual de la tecnología en la producción de

cemento y las especificaciones normalizadas a nivel internacional,

no se dan casos de deterioro del concreto por acción química del

cemento. Sin embargo, en atención a la literatura técnica y a las

disposiciones normativas, creemos necesario referirnos a

desarreglos en los concretos que pudieron presentarse hace más

de 50 años y que en la actualidad podrían ser excepcionales.

i. CAL LIBRE

En los cementos peruanos el Ca0 varía entre 0.6 y 0.8%.

La cal libre se puede presentar por las siguientes

consideraciones:

Combinación incompleta de los constituyentes del

crudo, por molturación y homogenización insuficiente.

Exceso de material grueso, de la caliza del crudo por

molienda incompleta, que impide que la reacción con

los elementos arcillosos en el proceso de

clinkerización.

Elevado dosaje de óxido de calcio en el crudo, que

impide que la totalidad de este óxido se combine con

los óxidos de sílice, aluminio y fierro en el proceso de

clinkerización.

Proceso de segregación en el horno o temperatura de

calcinación por debajo del nivel óptimo.

ii. MAGNESIA O OXIDO DE MAGNESIO

La magnesia u óxido de magnesio MgO se encuentra en los

cementos portland proveniente del carbonato de magnesia

componente de las calizas; que aproximadamente significan

las 7.14 partes de la composición del crudo. El carbonato se

disocia en óxido de magnesio y dióxido de carbono. La

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 8

magnesia no se combina con los otros óxidos de cemento y se

mantiene en solución sólida en los minerales del Clinker.

Cuando la magnesia se encuentra en -forma cristalizada,

como periclasa, al hidratarse presenta expansión de volumen

y puede producir la fractura del concreto. Cuando la magnesia

se presenta en forma de vidrio es inofensiva.

Las normas limitan el contenido de óxido de magnesio a 5%,

que es la cantidad máxima que es posible entre a formar

solución sólida en las fases del clinker.

Por las características de las materias primas de los cementos

peruanos, de muy bajo contenido de magnesia, el MgO de los

cementos se encuentra entre 1.1 y 3.2%.

4. REACCION ALCALIS-AGREGADO

Se origina entre determinados agregados activos y los óxidos de

sodio y potasio del cemento. La reacción se inicia en la superficie

del agregado y se produce en la interfase con la pasta de cementos

formando un gel que toma agua y se dilata creando presiones

internas que llevan a la rotura del material.

i. EXPANSION DESTRUCTIVAS DE LAS REACCIONES ALCALI

AGREGADO

1. ALCALI SILICE

Para que se produzca la reacción se requiere la presencia de 3

condiciones

Agregados reactivos

Cemento con alto contenido de álcalis

Humedad

La reacción entre los álcalis del cemento y del agregado, es de

carácter expansivo, dando como resultados el agrietamiento del

concreto.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 9

2. ALCALI CARBONATO

Este tipo de reacción se produce por los álcalis del cemento que

actúan sobre ciertos agregados calcáreos, como por ejemplo, los

calcáreos de grano fino que contienen arcilla, que son reactivos y

expansivos. Este fenómeno se presenta de preferencia cuando el

concreto está sometido a atmósfera húmeda. Se ha planteado

que la expansión se debe a la transformación de la dolomita en

calcita y brucita, fuertemente expansiva, que tiene la forma de

un gel que origina una presión debido al crecimiento de los

cristales.

3. ALCALI SILICATO

Se caracteriza porque progresa más lentamente y forma gel en

muy pequeña cantidad. Se estima que esta reacción Se debe a la

presencia de ciertos filosilicatos.

En general, el conocimiento de este fenómeno es incipiente y

más complejo y no se ha llegado a conclusiones sobre la

expansión y la deteriorización que ocasionan.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 10

C. FACTORES EXOGENOS (EXTERNOS)

i. ATAQUE POR SULFATO

Algunos sulfatos de sodio, calcio, potasio y magnesio que están

naturalmente en el suelo o disueltos en el agua freática o en la

atmosfera pueden acumularse sobre la superficie del concreto

incrementando a su concentración y por lo tanto el riesgo de

deterioro. Los mecanismos que intervienen en el ataque del

concreto por sulfatos, son dos reacciones químicas.

Combinación de los sulfatos con hidróxido de calcio, que

forman sulfatos de calcio( yeso)

Combinación de yeso con aluminio hidratada de calcio

para formar sulfoalumianto de calcio.

Estas reacciones tienen como resultado un aumento de volumen

del solido (en aproximación 18%) y a la segunda se le atribuye la

mayoría de las expansiones, rupturas o ablandamientos del

concreto causados por soluciones de sulfato.

De acuerdo con neville, las consecuencias del ataque de sulfatos

no solo producen degradación por expansión y fisuración, sino

también, una reducción en la resistencia mecánica debido a la

pérdida de cohesión en la pasta de cemento. Reducción entre la

pasta de cemento y agregado.

Otra fuente natural de sulfatos, es el agua de mar, que aparte de

contener sales de sulfatos. Está compuesta por otras sales.

Cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio,

sulfato de potasio.

Procedencia Salinidad (g/l)

Océano atlántico 33.5 a 37.4

Océano pacifico 34.5 a 36.9

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 11

a) OCURRENCIA

Se encuentran sulfatos de sodio, potasio, calcio o

magnesio, que ocurren naturalmente en el suelo o

disueltos en el agua que corre por el suelo o presentes en

agregados (por ejemplo, pirita). El sulfato puede estar

presente en los efluentes y desechos industriales tales

como los de las industrias asociadas con la fabricación de

químicos, baterías, aluminio y en la minería. El agua

empleada en las torres de enfriamiento también puede

contener sulfatos debido a la acumulación gradual de

sulfatos provenientes de la evaporación.

b) MECANISMOS

Hay dos reacciones químicas involucradas en el ataque de

sulfatos al concreto.

1. Reacción del sulfato con hidróxido de calcio liberado

durante la hidratación del cemento, formando

sulfatos de calcio (yeso).

2. Reacción del sulfato de calcio con el aluminato de

calcio hidratado, formando sulfoaluminato de calcio

(etringita).

Estas dos reacciones dan como resultado un incremento en

el volumen de sólidos, causa de la expansión y

descomposición de los concretos expuestos a soluciones de

sulfatos. Debe señalarse que los sulfatos y los químicos en

general raramente, si acaso lo hacen, atacan el concreto si

se encuentran en una forma sólida o seca. Para que resulte

un ataque significativo en el concreto, los sulfatos deben

estar en solución y por encima de alguna concentración

mínima.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 12

La severidad del ataque de sulfatos al concreto depende de

lo siguiente:

1. Tipo de sulfatos. Los sulfatos de magnesio y amonio

son los más dañinos al concreto.

2. Concentración de sulfatos. La presencia de sulfatos

más solubles es más perjudicial al concreto.

3. Si la solución del sulfato está estancada o fluyendo.

La severidad del ataque se incrementa en el caso de las

aguas que fluyen. Así, la naturaleza y el contacto entre el

sulfato y el concreto son importantes. El ataque más

intensivo tiene lugar en el concreto que está expuesto a

ciclos de mojado y secado que en el concreto completa y

continuamente sumergido en la solución.

1. Presión: La fuerza del ataque aumenta debido a

que las presiones tienden a forzar la solución del

sulfato en el concreto.

2. Temperatura: Al igual que sucede con cualquier

reacción química, la velocidad de la reacción se

incrementa con la temperatura.

3. Presencia de otros iones en la solución del

sulfato: Afectan la potencia del ataque. Un ejemplo

típico es el agua de mar, que contiene sulfatos y

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 13

cloruros. Generalmente, la presencia de iones de

cloruro altera la extensión y la naturaleza de la

reacción química, produciendo menor expansión en

el concreto debido a los sulfatos en el agua de mar.

Como puede verse, la intensidad del ataque de

sulfatos es una cuestión compleja influida por

muchos factores. Sin embargo, en la práctica es

difícil considerar todos los factores involucrados y

en la mayoría de los casos, la severidad del ataque

está relacionada principalmente con la

concentración de sulfatos.

El ion sulfato aparece en mayor o menor proporción

en todas las aguas libres subterráneas. El contenido

de ion sulfato de las aguas subterráneas es

considerable en los terrenos arcillosos,

constituyendo uno de los más importantes

alimentos de los vegetales.

En zonas áridas los sulfatos se pueden presentar en

las arenas como material de aporte y en rocas

carbonatadas de origen sedimentario.

Los sulfatos más abundantes en los', suelos son:

sulfatos de calcio, de magnesia, de sodio y calcio y

de sodio, todos ellos de diferente solubilidad.

La acción de los sulfatos se produce sobre el

hidróxido de calcio y fundamentalmente sobre el

aluminato de calcio C3A y el ferroaluminato

tetracálcico C3FA.

El ataque del sulfato se manifiesta con una

exudación de apariencia blanquecina y

agrietamiento progresivo que reduce al concreto a

un estado quebradizo y hasta suave.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 14

La acción del sulfato de calcio es relativamente

simple, ataca al aluminato tricálcico y en menor

medida al ferro aluminato tetracálcico, produciendo

sulfo aluminato tricálcico (etringuita) e hidroxido de

calcio (portlandita).

La acción del sulfato de sodio es doble, reacciona

primero con el hidróxido de calcio generando

durante la hidratación del cemento, formando

sulfato de calcio e hidróxido de sodio. A su vez el

sulfato de calcio ataca al aluminato tricálcico

formando etringita.

La acción del sulfato de magnesio es la que produce

un mayor daño, en cuanto actúa sobre las fases de la

pasta de cemento, como son los silicatos cálcicos,

mediante una serie de acciones complejas que

modifican 'el PH de las pastas de cemento.

ii. ATAQUE POR AGUA DE MAR

El ataque del agua de mar corresponde a la de las sales disueltas,

principalmente cloruros y sulfatos sobre los constituyentes del

cemento por cuanto ninguno de los componentes hidratados son

estables al medio marino. Las reacciones características en el

ataque se presentan sobre el hidróxido de sodio y el aluminato

tricálcico.

En inmersión total al ataque es fundamentalmente químico por

acción de sulfatos y cloruros.

En inmersión alternada o semi-inmersión el ataque es de carácter

físico y químico debido a la acción mecánica de las olas, al

fenómeno de contracción y evaporación alternada que lleva la

fisuración en la zona de marea. La cristalización expansiva de

ciertas sales, la corrosión eventual de las armaduras, con

expansión del concreto y también las variaciones de clima.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 15

1. ACCION DE CO2:

2. ACCION DE CLORUROS:

La destrucción del concreto por acción del agua de mar es

debida a uno o varios de los siguientes factores:

Acción mecánica del oleaje.

Evaporación provocada por el viento lo cual

deposita las sales por encima del nivel de baja

marea.

Diferencia de mareas que favorece la acción

destructiva debido a la cristalización de sales.

Reacción química entre las sales del agua y el

concreto, la cual favorece a la corrosión del acero de

refuerzo.

Los organismos marinos y los productos de su

actividad biológica.

La acción destructiva debido a la corrosión y

expansión del acero de refuerzo.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 16

iii. ATAQUE POR ACIDO

Los ácidos atacan las bases y las sales básicas -formadas por la

hidratación del cemento, deteriorándolo por la formación de sales

solubles y procesos de disolución que eliminan el hidróxido de

sodio. Los parámetros que gobiernan el ataque estrictamente

ácido son la fuerza del álcali y su concentración, vale decir el valor

del PH.

La gran influencia del PH, es la razón Por la cual se puede estimar

que las agitas ácidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan

fuertemente los concretos. Cualquiera que sea el cemento

utilizado. En la prácticas puede estimarse que ningún cemento

portland resiste la acción de aguas con PH inferior a 4. De otro

lado los cementos portland corrientes resisten sin mayores daños

la acción de aguas con valores de PH superior a 6.

No es procedente considerar que el valor del PH es el único factor

determinante en el ataque de los ácidos. En efecto, la velocidad de

difusión y de llenado de los vacíos intersticiales es de gran

importancia, especialmente si esta acción se produce bajo

presión.

El mecanismo de deterioro de concreto caudado por ácidos

generalmente es el resultado de una reacción entre las sustancias

(agente agresor) y todos los compuestos cálcicos (hidróxido de

calcio, silicato cálcico hidratado y aluminato cálcico hidratado).

ACIDOS INORGANICOS Y

MINERALES

ACIDOS ORGANICOS

Ácido clorhídrico Ácido acético

Acido brómico Ácido fórmico

Ácido carbónico Ácido láctico

Acido de cromo Fenol

Acido fosforito Acido tónico

Ácido sulfúrico Ácido úrico

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 17

No existen concretos resistentes a los ácidos y por ello deben

protegerse de su acción mediante barreras impermeables y

resistentes que los protejan del contacto directo.

La velocidad de la reacción de la pasta de cemento del concreto

con los diferentes ácidos inorgánicos y orgánicos, está

determinado por la agresividad del ácido atacante. La solubilidad

de la sal cálcica resultante es la que determina la velocidad de

degradación del concreto.

Velocidad de ataque de ácidos, a temperatura ambiente.

Velocidad de ataque Ácidos inorgánico Ácidos orgánico

Rápida Sulfúrico acético

moderada fosforito Tánico

Lenta carbónido

despreciable oxálico

iv. CARBONATACION

La carbonatación comprende todos los fenómenos que resultan

de la acción del dióxido de carbono sobre la pasta. De cemento o

el concreto ella actúa sobre los constituyentes anhidros o

hidratados del cemento, neutralizando su basicidad.

Si bien el óxido de calcio es el componente hidratado más

sensible del cemento a la carbonatación. Ésta también actúa

sobre los silicatos cálcicos hidratados.

La carbonatación del concreto depende de numerosos parámetros

internos o externos, como la humedad relativa, la temperatura y

presión la permeabilidad y porosidad del concreto. Debe

considerarse, que todos estos factores son dependientes del

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 18

dosaje de cemento, de las condiciones de hidratación, de la

cantidad de agua y de la edad del concreto.

La velocidad de penetración de la carbonatación es materia de

variadas fórmulas. Una de ellas se expresa en la siguiente

relación:

𝑡 = 𝑘𝑥2

𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛

𝑋 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑐𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜

𝑘 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑢𝑒𝑟𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜

Es un tipo particular de reacción acida, pero de excepcional

importancia en la durabilidad del concreto. Se debe a la

penetración por difusión del dióxido de carbono anhídrido

carbónico, del aire atmosférico, en la estructura porosa de la

superficie del concreto.

El proceso origina los siguientes fenómenos.

El gas carbónico se disuelve en algunas de los poros y

reacciona con los componentes alcalinos de la fase acuosa

del concreto produciendo acido carbónico.

El ácido carbónico, convierte el hidróxido de calcio, liberado

y depositado en los poros durante la hidratación del

cemento, en carbono de calcio y agua.

𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝐶𝑂2 → 𝐶𝑎𝐶𝑂3 + 𝐻2𝑂

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 19

Ocurre un descenso significativo de PH en la capa superficial

del concreto de su valor usual 13 baja hasta 9.

Un proceso más intenso, cuanto más importantes son los

cambios de humedad y más elevada la temperatura.

v. ATAQUE POR GASES

1. ATAQUE POR ANHIDRIDO CARBÓNICO

Una concentración adecuada de bióxido de carbono, o

anhídrido carbónico toma concentración con el concreto la

superficie de éste puede ser seriamente afectada, variando la

magnitud y profundidad del ataque, con la concentración de

gas, temperatura ambiente, y humedad relativa.

La superficie afectada se tornará blanda y pulverulento, no

pudiendo el daño ser reparado por subsecuente curado o

tratamiento.

2. ATAQUE POR ANHIDRIDO SULFUROSO

El anhídrido sulfuroso, producido por la combustión del

petróleo o carbón tiene poco o ningún efecto sobre el concreto.

En combinación con el agua forman ácido sulfuroso el cual

reaccionan gradualmente con el oxígeno del aire para formar

ácido sulfúrico. Ambos ácidos corroen el concreto.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 20

3. ATAQUE POR OTROS GASES

Gases industriales disueltos en agua pueden formar ácidos. El

cloro y el cloruro de hidrogeno forman ácido clorhídrico, el

fluoruro de hidrógeno forma ácidos fluorhídrico; el bromuro de

hidrógeno forma ácidos bromhídrico; y el yoduro de hidrógeno

forma ácido yodhídrico, todos éstos ácidos atacan al concreto

pudiendo ser la corrosión muy fuerte si la concentración es

alta.

vi. ATAQUE POR AGUAS DE PANTANO

Las aguas de pantano pueden contener elementos tales como

ácido carbónico o húmico, sulfatos solubles, ácidos sulfúrico libre,

o combinación de éstos. La acción del ácido sulfúrico y ácido

carbónico ya ha sido explicada. El ácido húmico, producido por el

proceso de descomposición de la vegetación, ataca

fundamentalmente a la superficie del concreto al formarse

humato de calcio.

vii. ATAQUE POR AGUAS DE DESAGUE

Bajo condiciones de alta concentración de aguas de desagüe, baja

velocidad de flujo, y alta temperatura en la tubería de desagüe, se

puede generar en ésta hidrogeno, sulfurado como resultado de la

acción oxidante de las bacterias aeróbicas sobre los compuestos

de azufre presentes en el desagüe.

Entre hidrógenos sulfurados se condensa en las superficies

húmedas por encima del agua y es oxidado, por las bacterias

aeróbicas, a anhídrido sulfuroso y luego a anhídrido sulfúrico, el

cual en presencia de la humedad forma el altamente corrosivo

ácido sulfúrico y destrucción del concreto.

El concreto atacado presenta un revestimiento de color blanco

amarillento sobre su superficie escamosa, la misma que sufre un

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 21

descascara miento intermitente que puede producir

ablandamiento y desprendimiento del agregado.

D. DESCRIPCION DE DAÑOS

1. DESAGREGACION O DESTRUCCION QUIMICA DEL CONCRETO.

Cambio de coloración en la superficie de los elementos, ya que

el cemento va perdiendo su carácter conglomerante quedando

por consiguiente los áridos libres de la unión que les

proporciona la pasta. Inicialmente suele presentar aspecto

poroso, cambio de color, eflorescencias o manchas.

Fisuras.

Abarquillamiento de las capas externas del hormigón.

Desintegración de la masa del hormigón.

2. REDUCCION DE LOS RECUBRIMIENTOS

Manchas de óxidos en paramentos

Fisuración longitudinal según el trazado de las barras

afectadas por la corrosión

Menor resistencia al fuego

Acortamiento de la vida útil

E. DESCRIPCION DE ORIGEN DE DAÑOS

Los factores de los que dependerán las patologías a encontrar debido al

ataque de agentes químicos a las estructuras de concreto van a ser:

Características del hormigón: contenido y tamaño de huecos,

porosidad accesible o permeable.

Características de los agentes agresivos

Condiciones ambientales

Exposición de los elementos a los agentes agresivos: externa o

internamente

Cuantificación de la agresión

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 22

Velocidad de la agresión o de alteración del hormigón (ataque con

consecuencias a corto o largo plazo)

Los motivos que van a llevar a una falta de resistencia del hormigón al

ataque químico son:

a) mala dosificación del conglomerante (según la composición

mineralógica del Clinker y del tipo y proporción de la adición que

contenga) disminuyendo la resistencia de éste a los agentes

agresivos.

b) presencia de áridos contaminados, como piritas, las cuales

reaccionan con el agua contenida en los poros del hormigón

formando sulfatos de hierro que provocan un aumento de

volumen por reacciones expansivas.

c) falta de homogeneidad, compacidad o impermeabilidad

por los medios de producción empleados en la ejecución de ese

hormigón (bajo contenido de cemento, relación agua/cemento

elevada).

d) puesta en obra inadecuada:

Mala compactación

Deficiente curado

Recubrimientos insuficientes

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 23

IV. CONCLUSIONES

1) Una estructura de concreto al ser sometido a un ambiente químicamente

agresivo la vida útil de este disminuirá notablemente debido a que los

agentes químicos causan el deterioro de la estructura del concreto.

2) Los concretos construidos con cemento tipo I, y que son expuestos a un

ambiente marino, debido a la alta presencia de sulfatos esta estructura

es poco resistente.

3) Los agregados contaminados reaccionan con las sílices y provocan que la

estructura de concreto se deteriore rápidamente.

4) Los ataques químicos de clasificación endógena, aquellas que se dan en

la estructura interna del concreto son más agresivas que las exógenas,

aquellas que son reacciones de causas externas.

5) Las aguas del océano pacifico tienen alto contenido de sales, sulfatos y

cloruros.

6) Mientras más compacto y menos poros el concreto será más resistente a

ataques químicos de clasificación exógena.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 24

V. RECOMENDACIONES

1) Para diseñar una construcción de concreto se debe tomar en cuenta el

ambiente al cual estará expuesto.

2) Una construcción en las costas peruanas se debe realizar con un

cemento tipo V, que es resistente al ataque de sulfatos.

3) Realizar un estudio químico del agregado a utilizar para la elaboración

del concreto, puesto que si este contiene sustancias químicas agresivas

contra los componentes químicos del cemento y agua destruirán el

concreto diseñado.

4) Al momento de elaboración del concreto, lograr la máxima

homogeneidad posible.

5) Para el proceso de curado del concreto, utilizar agua potable.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 25

VI. BIBLIOGRAFIA

1) COMPENDIO DE TECNOLOGIA DEL HORMIGON- HERNAN

ZABALETA

2) EL CONCRETO Y OTROS MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION

3) TECNOLOGIA DEL CONCRETO - JUAN LUIS COTTIER CAVIEDES

4) GONZALEZ SALCEDO, CONCEPTOS GENERALES DE LOS

AGREGADOS

5) RIVVA LOPEZ, NATURALEZA Y MATERIALES DEL CONCRETO

6) GERARDO RIVERA-CONCRETO SIMPLE

7) Laboratorio De Ensayo De Materiales – FIC – UNI Tecnología del

concreto para Residentes, Supervisores y Proyectistas

8) Microsoft ® Encarta ® Biblioteca De Consulta 2003. © 1993-2002

9) www.construaprende.com/trabajos/t2

10) www.monogafias.com

11) La Naturaleza Del Concreto Héctor Gallegos

12) http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados2.shtml

#ixzz33KccPu6Q

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNASAM TECNOLOGIA DE CONCRETO

Página 26

VII. PENSAMIENTO

“Nada se olvida más despacio que una ofensa y nada más rápido

que un favor”.

MARTIN LUTHER KING