Protección contra
la corrosión
Obras
Inhibidor de corrosión PROTECTOSIL CIT
(en ambiente marino)
® Datos de la obra Obra: Lugar: Empresa aplicadora: Proyectista: Material empleado: Acceso a viviendas Guetaria (Guipúzcoa)
Pinturas Luis Somoza.
Sestra Ingenieria y Arquitectura S.L.
INTRODUCCIÓN
Toda estructura debe reunir las condiciones adecuadas de seguridad, funcionalidad y durabilidad, con objeto de que pueda rendir el servicio para el que ha sido proyectada.
La vida útil de una estructura depende de una compleja serie de factores, todos los cuales deben ser considerados en la fase de proyecto: unos porque afectan directamente a dicha fase (tipología estructural, valor de los recubrimientos, etc.) y otros, porque deben originar un conjunto de
prescripciones a detallar en el Pliego por el Proyectista.
La Guía de Durabilidad del CEB ofrece la denominada Ley de De Sitter o Ley de los Cinco, que ilustra bien la influencia que cada una de las fases del proceso constructivo ejerce sobre la vida útil de una estructura. Según esta Guía, el proceso de degradación se puede resumir en cuatro fases: 1ª. Fase de buen comportamiento, que será tanto más dilatada cuanto más correctamente se haya proyectado y construido la estructura.
2ª. Fase de precorrosión, en la que la carbonatación y los iones cloruro comienzan a llegar al acero. Si se identifica el problema, puede intervenirse con carácter preventivo.
3ª. Fase de corrosión local activa, en la que aparecen fisuras, manchas de óxido, etc. Son necesarios trabajos de reparación y mantenimiento.
4ª. Fase de corrosión generalizada, en las que las reparaciones necesarias son de una gran envergadura. Según la Ley de De Setter, 1€ gastado en proyectar y construir correctamente la estructura en la fase 1ª, es tan eficaz como 5€ gastados en la fase 2ª, o como 25€ en la fase 3ª, o como 125€ en la fase 4ª, de lo que se puede concluir que la forma más económica de conseguir una prolongada vida útil, es proyectar la estructura
correctamente desde el principio, y ejecutarla correctamente después.
INFLUENCIA DEL TIPO DE AMBIENTE
Uno de los requisitos básicos para proyectar estructuras teniendo en cuenta los aspectos derivados de la durabilidad, consiste en adoptar todas las medidas que sean necesarias para garantizar la vida útil prevista, en función de las condiciones ambientales donde se encuentre ubicada la construcción.
El tipo de ambiente viene definido por el conjunto de acciones físicas y químicas al que la estructura va a estar sometida, las cuales pueden llegar a provocar su
degradación con el tiempo.
La Instrucción española para el hormigón armado EHE, clasifica los elementos de estructuras marinas, por encima del nivel de pleamar y los elementos exteriores de
estructuras situadas en las proximidades de la línea costera (a menos de 5 km) como de ambiente tipo IIIa, como en el caso de la obra de referencia.
LA CORROSIÓN
La corrosión es un proceso electroquímico que requiere de un ánodo, un cátodo y un electrolito.
Para que la reacción tenga lugar, debe haber presencia de agua y oxígeno.
En el hormigón de buena calidad, la velocidad de corrosión es más lenta.
La matriz del hormigón húmedo actúa como electrolito, mientras que las barras de acero, de ánodo y cátodo. La corriente eléctrica circula entre éstos y la reacción (oxidación del hierro) da como resultado un incremento en el volumen del mismo, el cual tiene las siguientes
consecuencias:
• Aparición de grietas y desconches en la superficie del hormigón.
• Reducción de la capacidad estructural, tanto por la pérdida de sección resistente en el armado de acero, como en el hormigón.
Estas grietas y delaminación son nuevos frentes para las sales corrosivas, oxígeno y humedad por lo que el proceso se acelera.
Los ataques más importantes que puede sufrir una
estructura situada en un ambiente tipo IIIa según la EHE, se describen a continuación.
1.1 Corrosión por cloruros
Los cloruros pueden introducirse en el hormigón cuando éste entra en contacto con ambientes que los contienen (agua de mar o donde se empleen sales fundentes). La acción de los cloruros empieza en superficie. Su posterior penetración se encuentra definida por siguientes parámetros:
• La cantidad de cloruros que se encuentren en contacto con el hormigón.
• La permeabilidad del hormigón.
• Porcentaje de humedad presente.
La concentración de cloruros en contacto con el acero causará corrosión cuando estén presentes humedad y oxígeno.
A medida que se forma la capa de herrumbre, las fuerzas de tensión generadas por la expansión del óxido, hacen que el hormigón se agriete y se desconche.
Cuando el agrietamiento y la delaminación progresan, tiene lugar una corrosión acelerada, debido al fácil acceso de las sales corrosivas, oxígeno y humedad.
La corrosión del acero puede tener lugar, inclusive, en un ambiente altamente alcalino cuando hay presencia de cloruros. Los cloruros no se consumen en el proceso de corrosión, pero si actúan como catalizadores en el proceso y permanecen en el hormigón. Por este motivo, en las reparaciones del hormigón debe eliminarse el hormigón contaminado con cloruros.
La corrosión se acelera si el pH (alcalinidad) se reduce (carbonatación) o si se introducen en el hormigón metales diferentes o sustancias químicas.
1.2 Corrosión por carbonatación
El hormigón es un material alcalino y por tanto, de pH elevado (aproximadamente entre 12 y13 en las primeras edades). ánodo cátodo e -e 4 Fe Æ 4 Fe2+ + 8 e- 4 Fe2+ + O 2 + 8OH- Æ4 FeOOH + 2 H2O O2 O2 H2O H2O 2 O2 + 4 H2O + 8 e- Æ 8 OH-
Tal y como se aprecia en el diagrama de Pourbaix para el acero, en este rango de alcalinidad, el acero embebido está protegido contra la corrosión por una película pasivante adherida a la barra. Si ésta desparece con el tiempo (por ejemplo, si disminuye el pH del hormigón), puede aparecer corrosión en la armadura.
La carbonatación del hormigón es una reacción entre el CO2
atmosférico y los productos de hidratación del cemento. El dióxido de carbono, penetra en los poros del hormigón por difusión y reacciona con el óxido de calcio disuelto en el agua en los mismos poros. Como resultado de esta reacción, la alcalinidad del hormigón se reduce a un valor de pH inferior a 9, destruyéndose la capa protectora en el acero.
Cuando el acero se encuentra despasivado y el ambiente es ácido o ligeramente alcalino, comienza la corrosión siempre y cuando la humedad y el oxígeno tengan acceso al hormigón.
Si el hormigón es de buena calidad, el proceso de carbonatación es muy lento.
El proceso requiere un cambio constante de humedad. No ocurrirá la carbonatación cuando el hormigón se encuentre constantemente bajo el agua.
INHIBIDOR DE CORROSIÓN PROTECTOSIL
®CIT
Desde 1.979, los silanos han presentado uno de los métodos más rentables para proteger al hormigón armado.
La razón de todo ello es que la molécula de silano puede sintetizarse en una variedad de subgrupos reactivos que modifican su comportamiento y rendimiento dentro del hormigón.
PROTECTOSIL® CIT está sintetizado a partir de una
molécula de silano modificada con inhibidores orgánicos de corrosión.
Las claves del éxito de PROTECTOSIL® CIT son las siguientes:
• Penetra profundamente en el soporte de hormigón.
o Tamaño molecular muy reducido.
o Tensión superficial baja.
o Viscosidad reducida. Es 10 veces menos viscoso que el agua.
• Se une químicamente a los materiales silíceos del interior del hormigón y a las capas de óxido de hierro en el exterior del armado reforzando la capa pasivante alrededor del acero. El producto aplicado queda permanentemente unido dentro del hormigón, por lo que no puede evaporarse ni ser lavado por el agua.
• Reduce la entrada de agua y los cloruros.
• Aumenta la resistividad del medio.
• Líquido transparente e incoloro. No modifica el aspecto de la superficie sobre la que se aplica.
• Elevada permeabilidad al vapor de agua.
• Simple aplicación.
PROTECTOSIL® CIT puede emplearse como protección
preventiva de estructuras de hormigón armado contra los ataques por carbonatación y/o cloruros, o bien en combinación con un sistema de reparación estructural en estructuras ya dañadas por estos mismos ataques.
El objetivo es la protección de elementos de hormigón armado evitando la oxidación de las armaduras al reforzar la capa pasivante del acero e impedir la penetración de agua y cloruros, a la vez que se permite la transpiración del elemento tratado. La aplicación del inhibidor de corrosión
PROTECTOSIL® CIT en superficie, reduce el índice de
corrosión hasta valores en los que se considera que el acero se encuentra en condición pasiva.
La aplicación de PROTECTOSIL CIT durante la fase constructiva en la estructura de acceso a las viviendas en la obra de referencia, supuso una clara inversión con fines preventivos. En este caso, prevalece la durabilidad como argumento decisivo para la justificación de la aplicación del inhibidor de la corrosión PROTECTOSIL CIT, así como la
conservación estética del hormigón visto arquitectónico a lo largo del tiempo.
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