INTRODUCCION

El presente trabajo tiene como principal objetivo estudiar, investigar y profundizar sobre las principales acciones químicas que producen patología y deterioros en las estructuras de concreto. En el presente escrito se profundizara en especial las acciones químicas como la LIXIVIACION POR AGUAS BLANDAS, LA CARBONATACION, LA REACCION ALCALI AGRAGADO Y EL ATAQUE DE ACIDOS Y SULFATOS.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACION

A continuación para cada uno de los temas descritos en la introducción, se desarrollara lo siguiente;

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual).b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del

concreto).c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología)d) ¿Cómo afecta al concreto?e) ¿Cómo se puede evitar?f) Ejemplos visuales de este tipo de afecciones (Fotografías).

LIXIVIACION POR AGUAS BLANDAS;

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual): La lixiviación por aguas blandas produce una cristalización en la superficie de un material de sales solubles contenidos en el mismo, ocasionando manchas en el concreto. Entonces la lixiviación consiste en una forma de erosión de tipo químico por lavado más o menos continuo de sustancias propias de cemento hidratado.

b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del concreto): Como se mencionó anteriormente la lixiviación es un ataque químico que reacciona con las sustancia propias del concreto hidratado por el ataque de aguas de aguas más o menos puras, el principal efecto que causa es la disolución de la portlandita (hidróxido de calcio llamado en el concreto y el cemento), dado que su solubilidad es considerablemente elevada y finalmente provoca la disolución del calcio, que es arrastrado y poco a poco se desmorona el sistema cohesionante.

c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología): La lixiviación se manifiesta en el concreto en manchas blancuzcas que tienen formas geométricas que varían según el cristal y que en cierto métodos parecen flores.

d) ¿Cómo afecta al concreto?: El caso más conocido de lixiviación es por el ataque de aguas más o menos puras, entendiendo por aguas puras aquellas que llevan muy pocas sales disueltas , como las que proceden del deshielo y fluyen a través de rocas solubles (granito, basalto). El agua disuelve las sales y luego las arrastra al exterior afectando el aspecto

exterior y deteriorándolo en forma de desprendimiento por perdida de resistencia que con el tiempo va produciendo erosiones en el mismo.

e) ¿Cómo se puede evitar?: Las manchas que aparecen en el concreto no son disolventes en agua, es por ello que para la limpieza de estas manchas es necesario emplear algún producto químico que tenga efectos en ella y facilite la limpieza de estas mismas. Hay que tener en cuenta que estos disolventes pueden convertirse en fuentes de sales solubles ya que pueden dar lugar a reacciones químicas con los compuestos que se realiza la limpieza, en este caso es necesario e importante elegir un producto de limpieza adecuado para realizar esta función y que se adapte a la composición de la sales de las manchas que se requiere limpiar. Después de haber realizado la limpieza química es necesario lavar con agua con el fin de eliminar cualquier resto de manchas que hayan quedado en los poros superficiales del material. En conclusión esto se puede evitar realizando mantenimientos periódicos en la estructura.

CARBONATACION;

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual): La carbonatación es la acción química que ataca principalmente la durabilidad de la superficie del concreto provocando la destrucción de la habilidad de este mismo para proteger el acero contra la corrosión. Describimos la carbonatación entonces como el proceso por el cual el concreto de recubrimiento pierde alcalinidad (PH) para mantener protegida la armadura de acero provocando la oxidación de esta.

b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del concreto): La carbonatación es un proceso mediante el cual el dióxido de carbono penetra en el concreto y reacciona con el hidróxido de calcio en presencia de humedad formando carbonato cálcico insoluble. El hidróxido de calcio Ca (OH)2 es el encargado de mantener un nivel de alcalinidad (PH) elevado en el concreto, para evitar la corrosión de las armaduras de acero.

c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología): Estas patología se manifiesta con grietas y desprendimiento del concreto y posteriormente la oxidación de la armadura de acero producto del descenso del PH en el concreto.

d) ¿Cómo afecta al concreto?: La carbonatación afecta principalmente la alcalinidad (PH) del concreto, ya que la reduce considerablemente provocando que el PH se vuelva más ácido y exista el riego de corrosión en el acero. La alta alcalinidad es necesario para la protección de la armadura contra la corrosión, entonces por ende el concreto debe ser resistente a la carbonatación para prevenirse la corrosión del acero de refuerzo. En conclusión el descenso de PH en el concreto, provoca un ascenso de la velocidad de corrosión de la armadura de acero.

e) ¿Cómo se puede evitar?: algunas medidas para evitar la carbonatación están dadas en las propiedades que se deben exigir a los recubrimientos protectores de las armaduras tales como; resistencia a la intemperie, adherencia, impermeabilidad al agua y a los cloruros, permeabilidad al vapor de agua para permitir que el concreto transpire, resistencia a los cambios térmicos, resistencia a la abrasión, resistencia a los agentes químicos, resistencia a la difusión de gases tales como el dióxido de carbono, vapor de agua y oxígeno. En caso de que el concreto ya este degradado, se eliminan todas las zonas defectuosas y sanear hasta encontrar la armadura y como tratamiento de protección se puede aplicar imprimación anti óxido con una brocha.

REACCIÓN ALCALI-AGREGADO;

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual): La reacciones álcali agregado son expansiones del concreto provocado por la reacción entre iones de hidróxido liberados de compuestos alcalinos, contenidos en una solución de los poros del concreto y ciertas faces minerales de los agregados los cuales causan esfuerzos internos que se traducen en las estructuras de concreto en agrietamientos y desprendimientos del recubrimiento. El producto expansivo se presenta en forma de un hidrato gelatinoso que contiene principalmente sílice, sodio, potasio, calcio y agua.

b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del concreto): La reactividad álcali agregado es un tipo de deterioro que ocurre cuando los componentes minerales activos de algunos agregados reaccionan con los hidróxidos de álcalis en el concreto, esta reacción es altamente peligrosa solo cuando produce expansión considerable, y puede ocurrir de dos formas, reacción alcalisilice (RAS) y reacción álcali carbonato (RAC), siendo la reacción alcalisilice más preocupante que la álcali

carbonato, pues la ocurrencia de agregados que contienen sílice más común.

c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología): Esta patología se manifiesta con desprendimientos, fisuracion, cerramientos de juntas y dislocación en las diferentes partes de la estructura.

d) ¿Cómo afecta al concreto?: El deterioro por reacción álcali-agregado es un proceso lento y por ende el riego de una rotura catastrófica es bajo, además esta reacción puede causar problemas de utilización (servicio, funcionalidad) y empeorar otros mecanismos de deterioro en la estructura, como aquellos de la exposición a congelamiento, anticongelantes o sulfatos.

e) ¿Cómo se puede evitar?: Para el control de las reacciones álcali-agregado es necesario el uso de materiales cementantes suplementarios o cementos adicionados, estos materiales ya se han puesto en práctica para controlar esta reacción dando resultados positivos. Algunos de estos materiales cementantes suplementarios incluyen; cenizas volantes, escoria granulada de alto horno, sílice activa y puzolanas naturales.

ATAQUE DE ACIDOS Y SULFATOS;

SULFATOS:

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual): El ataque de sulfatos en el concreto se da principalmente por los sulfatos presentes en el suelo y el agua, estos sulfatos pueden atacar el concreto y destruirlo y más aún cuando este concreto no es diseñado adecuadamente, los sulfatos más abundantes tales como sulfato de calcio, sulfato de sodio y sulfato de magnesio, atacan el concreto puesto q estos reaccionan con los compuestos de hidratación de la pasta de cemento hidratada.

b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del concreto): Los diferentes sulfatos que afectan el concreto se dan por las reacción químicas que producen estos mimos al reacción con compuestos de hidratación de la pasta de cemento, la acción de los sulfatos se produce sobre el hidróxido de calcio y fundamentalmente sobre el aluminato de calcio (C3A) y el ferroaluminato tetracalcico (C3FA). Estas reacciones pueden crear presiones suficientes para romper la pasta de cemento, lo que da como resultado la desintegración del concreto (perdida de cohesión de la pasta y de resistencia).

c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología): Esta patología es muy severa en las regiones sometidas a mojaduras y secamientos, es decir cerca del nivel del suelo, se manifiestan por la desintegración y agrietamiento del concreto debido a la pérdida de cohesión y de la resistencia de la pasta de cemento. También se manifiesta por la salida de una sustancia blanquecina a través de los poros.

d) ¿Cómo afecta al concreto?: La acción del sulfato de calcio es relativamente simple, ataca al aluminato tricálcico y en menor medida al ferro aluminato tetra cálcico, produciendo sulfo aluminato tricálcico (etringuita) e hidróxido 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.

e) ¿Cómo se puede evitar?:

ACIDOS:

a) ¿Qué es? (Descripción física y visual):.es una o más sustancias que deterioran el concreto y afectan su durabilidad dándole un aspecto de vejez.

b) ¿Químicamente que es? (Reacción química con los componentes del concreto): son sustancias químicas con un pH muy alto, es decir, acidas, que deterioran y degradan el concreto atacando directamente las bases y las sales básicas que fueron formadas durante la hidratación del cemento, eliminando así el hidróxido de sodio contenido en ellas, por medio de la formación de sales solubles

c) ¿Cómo se manifiesta en el concreto? (Patología): esta patología se manifiesta produciendo corrosión en el acero, desmoronamiento, y cambio del color en la estructura.

d) ¿Cómo afecta al concreto?: lo afecta provocando que este pierda durabilidad y acelere el deterioro del mismo, además, puede verse afectada la resistencia de la estructura si el ácido corroe el acero de refuerzo o cualquier elemento que se encuentre en el área de confinamiento.

f) ¿Cómo se puede evitar?: utilizando productos para impermeabilizar la zona de riesgo y realizando mantenimientos con periodos prolongados.

ANEXOS

Fotografía 1; En esta imagen se refleja como la carbonatación afecta elconcreto, esto debido al descenso de alcalinidad del concreto que pro-duce un ascenso en la velocidad de corrosión del acero de refuerzo.

ANEXOS

Fotografía 2; Carbonatación producida en el concreto.

Fotografía 3; Nuevamente observamos como la carbonatación afecta elConcreto.

ANEXOS

Fotografía 4; en esta imagen también se ilustra cómo afecta la carbonatación En el concreto, podemos observar como el concreto de recubrimiento se desprende dejando el acero de refuerzo sin protección alguna, lo que facilita su corrosión.

Fotografía 5; obsérvese la porosi-dad y las manchas en esta colum-

na productos de la lixiviación en El concreto.

ANEXOS

Fotografía 6; lixiviación en una columna de concreto.

Fotografía 7; lixiviación en un plafón, nótese las manchas blancuzcas, laPorosidad y agrietamientos que esta produce en el concreto.

ANEXOS

Fotografía 8; En este imagen se muestra cómo afecta las reacción álcali-agregado las partes de una estructura. Observamos en esta imagen como esta fisurada y deteriora esta viga, este tipo de lesiones pueden causar problemas de utilización (servicio, funcionalidad) y empeorar otros mecanismos de deterioro en la estructura.

ANEXOS

Fotografía 9; Reacción álcali-agregado en el concreto.

Fotografía 10; Reacción álcali-agregado en el concreto

ANEXOS

Fotografía 11; se observa la desintegración lenta del concreto de esta columna producida por los sulfatos que se encuentran en el suelo.

CONLUSION

En el presente documento se plasman los objetivos planteados para desarrollar este taller, se investigó, profundizo y estudio acerca de las acciones químicas que producen patología y deterioros en las estructuras de concreto, desarrollando las principales pautas recomendadas por nuestro profesor de patología del concreto y las estructuras.

BIBLIOGRAFÍA

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Zanni, Enrique. Patología de la construcción y restauro de obras de arquitectura. [Argentina: Editorial Brujas, 2009. p 216.]

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Todas las investigaciones fueron realizadas en la sala de consulta especializada de la corporación universitaria de la costa, se extrajo la información necesaria, a continuación se analizó esta información para luego plasmarla en este documento, no obstante también se procedió a tomar lectura de otros textos para complementar un poco la información tomada de la sala de consulta especializada.