UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

RECCIÓN ÁLCALI-AGREGADO

ASESOR :

ING. CACHAY LAZO CÉSAR EDUARDO

INTEGRANTES :

MORALES GALOC MIGUEL ANGEL.

MARTÍNEZ SÁENZ KEVIN GERARDO.

FECHA DE PRESENTACIÓN:

22 DE AGOSTO DE 2012

INTRODUCCIÓN

Para el caso particular de los países latinoamericanos que comparten la Cordillera de Los

Andes, existen en esta cadena montañosa una serie de minerales muy abundantes que

podrían ocasionar la reacción álcali-agregado, por lo que resulta muy importante conocer

y profundizar en estos casos los conceptos relativos a este fenómeno.

OBJETIVO:

Estudiar como se origina la reacción álcali-agregados, así poder establecer

estrategias de mitigación, para brindar mejores características a nuestro concreto

y de poca reactividad.

1. NORMAS:

NTP 334.009 y la norma ASTM C 150 El contenido de álcalis equivalentes en el cemento

no debe ser mayor de 0,6 % (Na2O + 0,658 K2O) cuando se cuenta con agregados

reactivos.

NTP 334.067:2001 Cementos. Método de ensayo para determinar la reactividad potencial

alcalina de combinaciones cemento-agregado. Método de la barra de mortero. 2a. ed

NTP 334.099:2001 Cementos. Método de ensayo para determinar la reactividad potencial

álcali-sílice de los agregados. Método químico.

NTP 334.104:2001 Cementos. Adiciones minerales del hormigón (concreto) puzolana

natural cruda o calcinada y ceniza. Especificaciones

NTP 334.110:2001 Cementos. Método de ensayo para determinar la reactividad potencial

alcalina de agregados. Método de la barra de mortero.

2. GENERALIDADES:

Álcali: Son óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos. Actúan

como bases fuertes y son solubles en agua.

Agregados: Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de

origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre

los límites fijados en la NTP 400.011.

3. LA REACCIÓN ÁLCALI-AGREGADO (RAA)

La combinación del cemento con el agua en el seno del concreto genera un medio

altamente alcalino donde las partículas de agregado se encuentran inmersas. En estas

condiciones, algunos agregados reaccionan químicamente con el medio de contacto,

dando lugar a la formación de un gel que, al absorber agua, se expande y crea presiones

capaces de desintegrar el concreto. Estas reacciones químicas, denominadas

genéricamente álcali-agregado, han sido causa del deterioro prematuro de importantes

estructuras de concreto en diversas partes del mundo.

La reacción álcali-agregado (RAA) es un agente o agentes que atacan al concreto

endurecido fabricado con un determinado tipo de agregados, donde al transcurrir el

tiempo y como consecuencia de la exposición al medio ambiente y ante la presencia de

sodio y potasio, más humedad, presión ambiental y temperatura, alrededor de la partícula

gruesa generan factores que dan origen a un expansión gradual de la pasta hasta se

produce el fisuramiento y desintegración de la estructura, por lo tanto el concreto pierde

resistencia y se disminuye el modulo de elasticidad del concreto, y los mas grave del caso,

el concreto disminuye ostensiblemente la durabilidad.

La reactividad álcali-agregado ocurre de tres formas reacción álcali-sílice (ASR), reacción

álcali-silicato (ASSR) y reacción álcali-carbonato (ACR).

Las indicaciones de la presencia de reactividad álcali- agregado son red de agrietamiento,

juntas cerradas o dislocación de diferentes partes de la estructura.

La fisuración, el cerramiento de las juntas y la

dislocación lateral fueron causados por la

severa reactividad álcali-agregado en este

muro de parapeto.

4. CARACTERÍSTICAS:

- Pueden transcurrir periodos de hasta de 5 años para que se comience a manifestar

esta patología.

- Una vez que se activa este proceso, se va presentando un deterioro progresivo de la

estructura que se va incrementando en el tiempo.

5. FASES DE DESARROLLO DE LA REACCIÓN ÁLCALI-AGREGADO

- Fase 1: Agregado reactivo dentro de la pasta de cemento con álcalis (Na y K) y

radicales OH.

- Fases 2: La presencia de humedad activa la reacción álcali agregado.

- Fase 3: Hinchamiento y fisuración.

Secuencia gráfica que muestra las fases de desarrollo de la reacción álcali-agregado.

6. TIPOS DE REACCIONES ALCALI AGREGADOS

REACCIÓN ÁLCALI-SÍLICE (ASR)

Se inicia cuando los hidróxidos alcalinos (NaOH, KOH) presentes en el fluido de poros del

concreto atacan la superficie de los minerales silicios en el agregado, formando un gel y

ocasionando una alteración de la superficie del agregado, conocida como borde de

reacción.

El gel resultante tiene una gran afinidad con el agua y, consecuentemente, una tendencia

a incrementar su volumen. El gel expandido ejerce presión una interna que es suficiente

para fracturar el concreto.

A estos factores se suma un tercero, representado por la humedad, que más bien actúa

en la transformación sin alterarse en el curso de la reacción. También hay que tomar en

cuenta las proporciones en que se hallan los elementos participantes.

Minerales, rocas y minerales sintéticos que

pueden ser potencialmente reactivos con los

álcalis cemento: Argilitas, calcedonia,

dolomitas, cuarcitas, dacitas, filita, ópalo,

pizarras, riolitas, tridimita, vidrio silicio, vidrio

sintético, entre otras.

REACCIÓN ÁLCALI – SILICATOS (ASSR):

Este tipo de reacción no debe ser confundida con aquellas otras comprendidas dentro de

la denominación álcali-agregados. Sin embargo, en algunos casos puede presentarse

conjuntamente con la reacción álcali-sílice. 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 (micas, cloritas).

En general, el conocimiento de este fenómeno es incipiente y más complejo y no se ha

llegado a conclusiones sobre la expansión y la deterioración que ocasionan.

REACCIÓN ÁLCALI CARBONATOS (ACR):

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.

Para apreciar las posibilidades expansivas de los materiales calcáreos se utiliza la norma

ASTM 596-69.

El uso de materiales cementantes suplementarios o de cementos adicionados no controla

la reacción álcali-carbonato. Felizmente, esta reacción es rara. Si los ensayos de los

agregados indican que un agregado está susceptible a la reacción álcali-carbonato, la

reacción se puede controlar a través del uso de mezcla de agregados, reducción del

tamaño máximo del agregado o uso de agentes inhibidores de la reacción.

Minerales, rocas y minerales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos con los

álcalis cemento: Calizas dolomíticas, dolomitas calciticas, dolmitas de grado fino.

Factores que afectan a la reacción

- Alcalinidad: La expansión y fisuración se dan cuando los áridos descritos

anteriormente se usan como árido grueso en concretos y cementos con alto

contenido en álcalis.

- Tamaño del árido: Cuánto menor es el tamaño del árido reactivo, menor es la

expansión observada.

Superficie de testigos que muestran bordes de reacción.

7. RECOMENDACIONES DE CÓMO CONTROLAR LA REACCIÓN ALCÁLI-

AGREGADO

- El uso de cementos fabricados con un contenido de álcalis que no sobrepase el

0.6%, (cementos tipo II, tipo V y cementos portland). En este caso la reacción

álcali-sílice no se puede llevar a cabo.

- In situ se debe tener en cuenta los álcalis que pueden aportar los agregados, el

agua y las adiciones de minerales.

- Se podría pensar en la disminución de contenido de cemento, ya que el cemento

es uno de los mayores causantes de esta reacción. Si se disminuye el contenido de

cemento, este se puede reemplazar con adiciones minerales como puzolanas,

cenizas volantes, escorias, etc. Estas adiciones permiten el reemplazo del cemento

entre el 10% y 50%, reduciendo la permeabilidad y además obteniendo como

beneficio la neutralidad química de la reacción.

- Recientes estudios sugieren la utilización como aditivo químico las sales de litio,

que han arrojado como resultado ser efectivas en neutralizar la acción de los

alcálisis formando un gel no expansivo.

- Inhibir el ingreso de humedad con pinturas, láminas plásticas, etc, si no es posible

controlar la humedad externa es recomendable reducir la porosidad y su

permeabilidad limitando la relación agua/cemento a valores no mayores a 0.50 o

menos.

- El uso de adiciones como micro sílice se considera muy adecuado para reducir las

expansiones gracias a su capacidad para fijar álcalis.

- El uso de aire ocluido en el concreto es también eficaz para reducir las expansiones

debidas a la reacción álcali-sílice.

8. CONCLUSIONES

Se debe estudiar de donde provienen los agregados que se usarán en nuestra

mezcla de concreto, ya que este debe llevar un control que ayude a mitigar las

reacciones álcalis-agregados.

Existen una gran cantidad de minerales y rocas que pueden producir ASR, por lo

tanto es susceptible a aparecer en cualquier parte del mundo si se dan las

condiciones necesarias.

Se debe dar seguimiento a nuestras estructuras de concreto, para ver si el

agregado que se llegó a usar ofreció una buena durabilidad, y si no es así poder

buscar nuevas fuentes que nos garanticen buenas características a nuestro

concreto.

No existe en la actualidad una prueba totalmente efectiva para determinar si un

agregado desarrolla ASR cuando los resultados de ensayos estandarizados arrojan

reactividad potencial, ya que todas las pruebas son simulaciones en corto tiempo

de un fenómeno de largo desarrollo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- Ing. Enrique PasquelC. Reacción álcali-agregado: El “VIH” del concreto. CITEDEC,

Lima, Perú.

- Asocem. Boletín Técnico N°51.1992

- UPC. http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3315/4/55864-4.pdf . Reacciones

expansivas.

- http://www.conpat2011.com/conpat2011/ponencias/patologia/6deoctubre/carra

squillo.pdf

- http://www.revista.ingenieria.uady.mx/volumen15/analisis.pdf

- http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/3339/1/5861.pdf

- http://www.ing.una.py/pdf/1er-congreso-nacional-ingcivil/02ho-ma02.pdf

- http://www.spancold.es/Ponencias/JEPVIII_064.pdf

- http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3315/4/55864-4.pdf