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ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. PROBLEMAS DE CORROSION EN ESTRUCTURAS DE PROBLEMAS DE CORROSION EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO CONCRETO ARMADO Luis Zegarra C. Luis Zegarra C. Noviembre 2010 Noviembre 2010 Noviembre 2010 Noviembre 2010

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PROBLEMAS DE CORROSION EN ESTRUCTURAS DE PROBLEMAS DE CORROSION EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADOCONCRETO ARMADOCONCRETO ARMADOCONCRETO ARMADO

Luis Zegarra C.Luis Zegarra C.

Noviembre 2010Noviembre 2010Noviembre 2010Noviembre 2010

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COMO SE OBSERVA LA CORROSIONCOMO SE OBSERVA LA CORROSIONCOMO SE OBSERVA LA CORROSIONCOMO SE OBSERVA LA CORROSION

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Fisura en la parte inferior de una columnaFisura en la parte inferior de una columna

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Fisura en techo

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Casa en Urb. Santa Catalina, La VictoriaCasa en Urb. Santa Catalina, La Victoria

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Casa en Urb. Santa Catalina, La Victoria

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Casa en Urb. Santa Catalina, La Victoria

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Casa en Urb. Santa Catalina, La VictoriaCasa en Urb. Santa Catalina, La Victoria

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Casa en Urb. Santa Catalina, La VictoriaCasa en Urb. Santa Catalina, La Victoria

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Edificio en San IsidroEdificio en San Isidro

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Corrosión en esquina de columnaCorrosión en esquina de columna

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Corrosión en base de muro de concretoCorrosión en base de muro de concreto

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Corrosión en viga y parapeto de concretoCorrosión en viga y parapeto de concreto

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Recubrimiento muy reducido en vigaRecubrimiento muy reducido en viga

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Recubrimiento muy reducido en vigaRecubrimiento muy reducido en viga

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Fisuración producida por corrosión de la armaduraFisuración producida por corrosión de la armadura

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La cara opuesta de la viga anteriorLa cara opuesta de la viga anterior

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Túnel Túnel –– delaminación del concreto de recubrimientodelaminación del concreto de recubrimiento

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Túnel Túnel –– delaminación del concreto de recubrimientodelaminación del concreto de recubrimiento

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Túnel Túnel –– delaminación del concreto de recubrimientodelaminación del concreto de recubrimiento

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Túnel Túnel –– junta de construcción mal selladajunta de construcción mal sellada

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Túnel Túnel –– desprendimiento del recubrimiento de concretodesprendimiento del recubrimiento de concreto

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Pared de túnelPared de túnel desprendimiento del concreto de recubrimiento ydesprendimiento del concreto de recubrimiento yPared de túnel Pared de túnel -- desprendimiento del concreto de recubrimiento y desprendimiento del concreto de recubrimiento y armadura con escamas de corrosiónarmadura con escamas de corrosión

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZOPROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

El proceso de corrosión del acero de refuerzo es un fenómeno electroquímico, que exige que exista un circuito cerrado con un ánodo, donde se produce una reacción de oxidación, un cátodo, d d d ió d d ió t d l á ddonde se produce una reacción de reducción, estando el ánodo y el cátodo en la barra de refuerzo, y un ambiente húmedo, que cierra el circuito que es proporcionado por el concretocierra el circuito, que es proporcionado por el concreto.

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

Si este circuito se interrumpe en algún punto, o sea que ya no i it d d j d h b t f i des un circuito cerrado, deja de haber transferencia de carga

eléctrica a través de la interface concreto/acero y la corrosión se detienese detiene.

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

La situación normal del acero de refuerzo dentro del concreto es pasiva con relación a la corrosión, no se ve afectado por la

ió l l d H d l t l d d d 13corrosión, porque el elevado pH del concreto, alrededor de 13, permite que se forme una capa de óxido muy delgada, muy estable, que actúa como una barrera que impide la posteriorestable, que actúa como una barrera que impide la posterior oxidación.

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZOPROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

Esta pasivación del refuerzo puede perderse con el tiempo por dos mecanismos:- Por el ingreso de dióxido de carbono del aire, CO2, a través de

l d l t l d l H d l tlos poros del concreto, lo que reduce el pH del concreto a valores de 9 ó menos produciendo el fenómeno llamado carbonatacióncarbonatación.

- Por la presencia de iones cloruro, que rompen localmente la película pasiva y producen corrosión por puntos.

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZOPROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

J.J.W. Gulikers, Stevin LaboratoryDelft University of Technology

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

J.J.W. Gulikers, Stevin LaboratoryDelft University of Technology

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PROCESO DE CORROSION DEL REFUERZO

J J W Gulikers Stevin LaboratoryJ.J.W. Gulikers, Stevin LaboratoryDelft University of Technology

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ENSAYOS PARA DETERMINAR EL ENSAYOS PARA DETERMINAR EL RIESGO DE CORROSIONRIESGO DE CORROSION

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1.1.-- Para medir la profundidad de penetración de la Para medir la profundidad de penetración de la carbonatación se obtiene una muestra del carbonatación se obtiene una muestra del concreto de recubrimiento y se le aplica una concreto de recubrimiento y se le aplica una solución de fenolftaleína.solución de fenolftaleína.Si l fi i t l d hSi l fi i t l d hSi la superficie toma un color rosado, no hay Si la superficie toma un color rosado, no hay carbonatación, el pH es elevado con un valor carbonatación, el pH es elevado con un valor hasta de 13hasta de 13hasta de 13. hasta de 13. Si el concreto no cambia de color, esta Si el concreto no cambia de color, esta carbonatado con un pH que puede alcanzar un carbonatado con un pH que puede alcanzar un valor de 7valor de 7

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La profundidad en la que el concreto toma el La profundidad en la que el concreto toma el color rosado indica la penetración de la color rosado indica la penetración de la carbonatación. carbonatación. Comparando esta distancia con el valor del Comparando esta distancia con el valor del

b i i t d t h t l fb i i t d t h t l frecubrimiento de concreto hasta el refuerzo se recubrimiento de concreto hasta el refuerzo se puede evaluar el tiempo que puede pasar hasta puede evaluar el tiempo que puede pasar hasta que la carbonatación del concreto alcance elque la carbonatación del concreto alcance elque la carbonatación del concreto alcance el que la carbonatación del concreto alcance el nivel de la armadura de refuerzo. nivel de la armadura de refuerzo.

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Testigo diamantino, para examinar el estado del concreto, ensayar su Testigo diamantino, para examinar el estado del concreto, ensayar su resistencia y hacer pruebas de carbonataciónresistencia y hacer pruebas de carbonatación

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2.2.-- Se mide la diferencia de potencial entre un Se mide la diferencia de potencial entre un punto donde la armadura tenga puntos de punto donde la armadura tenga puntos de corrosión y un punto cercano.corrosión y un punto cercano.En función de estas mediciones se puede En función de estas mediciones se puede

t bl i h fl j d i t lé t i lt bl i h fl j d i t lé t i lestablecer si hay flujo de corriente eléctrica, lo establecer si hay flujo de corriente eléctrica, lo que indica que se esta desarrollando un proceso que indica que se esta desarrollando un proceso de corrosión; si no hay flujo de corrientede corrosión; si no hay flujo de corrientede corrosión; si no hay flujo de corriente de corrosión; si no hay flujo de corriente eléctrica no hay un proceso de corrosión.eléctrica no hay un proceso de corrosión.

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3.3.-- Se toman muestras del concreto en el interior de Se toman muestras del concreto en el interior de la estructura, usualmente mediante testigos la estructura, usualmente mediante testigos diamantinos para determinar la cantidad dediamantinos para determinar la cantidad dediamantinos, para determinar la cantidad de diamantinos, para determinar la cantidad de iones cloruro solubles en agua.iones cloruro solubles en agua.Los resultados del Laboratorio usualmente Los resultados del Laboratorio usualmente vienen expresados en porcentaje del peso de la vienen expresados en porcentaje del peso de la muestra. Como los valores de la Norma E.060 muestra. Como los valores de la Norma E.060 vienen expresados en porcentaje del peso de vienen expresados en porcentaje del peso de cemento, los resultados del Laboratorio deben cemento, los resultados del Laboratorio deben multiplicarse por un factor que es el peso delmultiplicarse por un factor que es el peso delmultiplicarse por un factor que es el peso del multiplicarse por un factor que es el peso del concreto simple por mconcreto simple por m33 dividido entre el peso de dividido entre el peso de cemento por mcemento por m33. Para concretos usuales estos . Para concretos usuales estos ppvalores son 2300 kgf/mvalores son 2300 kgf/m33 y 350 kgf/my 350 kgf/m33..

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VALORES LIMITES DE LA NORMA E.060VALORES LIMITES DE LA NORMA E.060

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NTE E.60 CONCRETO ARMADON .60 CONC O O

3.4.1 El agua empleada en la preparación y curado del concreto deberá ser, de preferencia, potable.

3.4.2 Se podrán utilizar aguas no potables sólo si están limpias y libres de cantidades perjudiciales de sales materiay libres de cantidades perjudiciales de sales, materia orgánica y otras sustancias que puedan ser dañinas al concreto y acero de refuerzo.y

3.4.3 Las sales y otras sustancias nocivas presentes en los agregados deberán sumarse a las que pueda aportar el agua de mezclado para evaluar el contenido total de sustancias inconvenientes.

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NTE E 60 CONCRETO ARMADONTE E.60 CONCRETO ARMADO

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NTE E.60 CONCRETO ARMADO

4 3 1 l l4.3.1 El concreto que va a estar expuesto a agua o suelos que contengan sulfatos debe estar hecho con un cemento que proporcione resistencia a los sulfatos y que tenga unaproporcione resistencia a los sulfatos y que tenga una relación agua/material cementante máxima y un f’c mínimo según la Tabla 4.4.g

4.3.2 El cloruro de calcio no debe emplearse como aditivo en concretos sometidos a exposición a sulfatos severa o muy severa.

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NTE E.60 CONCRETO ARMADO

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NTE E.60 CONCRETO ARMADO

4.4 PROTECCION DEL REFUERZO CONTRA LA CORROSION

4.4.1 Para la protección del refuerzo de acero en el concreto, las concentraciones máximas de iones cloruro solubles en agua en el concreto endurecido a edades que van de 28 a 42 díasconcreto endurecido a edades que van de 28 a 42 días, provenientes de los ingredientes (incluyendo agua, agregados, materiales cementantes y aditivos) no deben exceder los límites de la Tabla 4.5.

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NTE E.60 CONCRETO ARMADO

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NTE E.60 CONCRETO ARMADO

7.7 RECUBRIMIENTO DE CONCRETO PARA EL REFUERZO

7.7.1 Para el concreto armado vaciado en sitio, el recubrimiento mínimo de concreto al refuerzo será:mínimo de concreto al refuerzo será:

- Concreto colocado contra el suelo y expuesto permanentemente a él ………………………..…….. 70 mm

- Concreto en contacto permanente con el suelo o la intemperie, con barras de 3/4” y mayores ………………………. 50 mmcon barras de 5/8” y menores 40 mmcon barras de 5/8 y menores ………………………. 40 mm

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NTE E 60 CONCRETO ARMADONTE E.60 CONCRETO ARMADO

3 5 3 7 Las barras de refuerzo con recubrimiento epóxico deben3.5.3.7 Las barras de refuerzo con recubrimiento epóxico deben cumplir con el “Standard Specification for Epoxi-Coated Steel Reinforcing Bars” (ASTM A 775).

Comentario del ACI 318 – 05:“L b d f bi t ó i (A 775)“Las barras de refuerzo recubiertas con epóxico (A 775) fueron agregadas al ACI 318 en 1983, reconociendo su uso especialmente para condiciones en que lauso especialmente para condiciones en que la resistencia a la corrosión del refuerzo es de particular importancia. Comúnmente se les ha utilizado en losas de estacionamientos, en puentes y en ambientes altamente corrosivos.”

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PROCEDIMIENTOS DE CONTROL

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EN OBRAS NUEVASEN OBRAS NUEVAS

a. Cumplimiento de exigencias normativas:- Análisis de suelos, agua y agregados para determinar

contenido de iones cloruro solubles en agua y sulfatos.Di ñ d l d t l / ti d- Diseño de mezclas de concreto con valores a/c, tipo de cemento y f’c indicados en la Norma.

- Especificar los recubrimientos adecuadosEspecificar los recubrimientos adecuados.

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EN OBRAS NUEVAS

b E l d b d f b i i t ó ib. Empleo de barras de refuerzo con recubrimiento epóxico aplicado por fusión, que previenen que los iones cloruro alcancen la superficie del aceroalcancen la superficie del acero.Se estima en unos 30 años el incremento de la vida útil respecto a estructuras con acero convencional.

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EN OBRAS NUEVAS

E l d diti i hibid d ió lc. Empleo de aditivos inhibidores de corrosión en la preparación de la mezcla del concreto, usualmente nitritos de calciode calcio.Se estima que su uso puede incrementar la vida útil de la estructura en unos 20 a 25 años.

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EN OBRAS EXISTENTES

a. Procedimiento Tradicional de reparación:Eliminación del concreto dañado y carbonatado- Eliminación del concreto dañado y carbonatado.

- Limpieza de la armadura.- Reemplazo de la armadura que haya perdido suReemplazo de la armadura que haya perdido su

corrugación ó un 10% de su peso.- Reemplazo del concreto eliminado empleando de

preferencia morteros epóxicos.

El tiempo de vida útil de esta reparación esta entre 5 a 10El tiempo de vida útil de esta reparación esta entre 5 a 10 años.

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EN OBRAS EXISTENTES

b A li ió d b fi i l i di lb. Aplicación de barreras superficiales para impedir el ingreso al concreto de iones cloruro.Pueden emplearse membranas o productos selladoresPueden emplearse membranas o productos selladores.El tiempo de vida útil de este tipo de reparación esta entre 15 a 25 años.

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SELLADORES SUPERFICIALESSELLADORES SUPERFICIALES:

Es una solución de silicatos bioquímicamenteEs una solución de silicatos bioquímicamente modificados.

Penetra dentro del concreto seco y reacciona con el calcio libre y el agua para formar un complejo

l d ili t d l i t d l igel de silicato de calcio en todos los espacios vacios hasta en un espesor de 2 cm.

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SELLADORES SUPERFICIALES:

Este gel crea na barrera contra el ingreso deEste gel crea una barrera contra el ingreso de agentes contaminantes como los iones cloruro.

De esta manera resiste el intemperismo y la acción salina en ambientes marinos y corrosivos,

protegiendo permanentemente al concreto.

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EN OBRAS EXISTENTES

E l d i hibid d ió lí idc. Empleo de inhibidores de corrosión, líquidos con aplicación superficial, en base a nitrógeno. Penetran en el concreto y forma una película protectoraPenetran en el concreto y forma una película protectora sobre la superficie del acero de refuerzo, la que evita la corrosión ó reduce su avance si la armadura ya esta corroída.

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EN OBRAS EXISTENTES

d P t ió tódi ti d i td. Protección catódica que tiene dos variantes: con una corriente eléctrica impresa en la estructura ó con ánodos de sacrificiosacrificio.

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Muchas GraciasMuchas Gracias

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