Corrosión del acero
La Corrosión del acero La corrosión es un fenómeno electroquímico, que se presenta cuando un metal tiene zonas sometidas a distintas concentraciones de oxígeno, o que posee zonas con diferentes estructuras cristalinas, o que se encuentra embebido en un medio heterogéneo, o que está sometido a diferentes tensiones, entre otras, lo que da lugar a la formación de una pila. El lugar donde el acero se corroe es el ánodo, en el cual se produce una disolución del hierro que libera electrones:
Estos electrones perdidos se consumen en el cátodo, en una reducción de oxígeno, el cual se ha difundido disuelto en agua a través de los poros del hormigón, dando lugar a la formación de iones hidroxílo:
que luego son transportados al ánodo a través del electrolito, electroli to, combinándose con los cationes F++ para formar hidróxido de hierro soluble:
Si hay aportación suficiente de oxígeno el óxido pasa a ser insoluble de color rojizo formando la herrumbre. En un principio la corrosión se concentra en el ánodo, dando lugar a la corrosión localizada, luego sigue avanzando extendiéndose a toda la superficie de la barra, dando origen a la llamada corrosión generalizada. Si la corrosión se concentra en la barra de forma puntual se denomina corrosión por picadura.
Carácter protector del hormigón Como ya es sabido, las barras de acero embebidas en el hormigón quedan protegidas contra la corrosión debido a dos aspectos: a.- Al reaccionar el oxígeno presente en la masa de hormigón con el acero, se forma sobre la superficie de la barra una finísima capa de óxido, proceso conocido como pasivación, que la protegerá de cualquier corrosión posterior. b.- Si el hormigón es compacto y el recubrimiento es adecuado, se impedirá el acceso a las barras de los agentes agresivos agresivos del exterior y mantendrá el carácter básico del hormigón al reducir el riesgo de carbonatación.
Factores desencadenantes de la corrosión: a.-
La carbonatación
El dióxido de carbono que se difunde a través de los poros llenos de aire del hormigón reacciona con el hidróxido cálcico dando origen al carbonato cálcico. Esto provoca una baja importante de la alcalinidad del hormigón, que desciende desde un pH del orden de 13 a un pH del orden de 8 a 9. La carbonatación máxima se produce con humedades del orden del 60%. b.-
La porosidad del hormigón
Mientras más poroso sea el hormigón con mayor facilidad penetrarán los agentes agresivos y mayor será la velocidad de carbonatación. c.-
Bajo espesor de recubrimiento
El espesor de recubrimiento (en mm) es directamente proporcional a la raíz cuadrada del tiempo (en años) en que tarda la carbonatación en avanzar hasta la armadura.
d.- La fisuración En general, para pequeños anchos de fisura (del orden de 0.4 mm) no existe riesgo de corrosión. Es común que estas fisuras cicatricen o queden selladas al penetrar polvo en ellas. También en algunos casos se produce una autocicatrización originada por los productos de la corrosión y depósitos cálcicos. Para ancho de fisuras mayores, la fisura representa un camino enormemente más rápido para la penetración de agentes agresivos, en especial el anhídrido carbónico y los cloruros, que la estructura porosa del hormigón. e.-
Presencia de iones (sulfatos y cloruros)
Dos son los efectos negativos de la presencia de los iones en el hormigón. Por una parte destruyen la capa pasivante de las barras de forma puntual dando lugar a una corrosión por picadura que puede incluso seccionar la barra y por otra, dan lugar a la creación de un electrólito tanto más conductor cuanto mayor es la concentración de cloruros, acelerándose en este caso el proceso de corrosión. f.-
Ambiente agresivo
La presencia en la atmósfera de agentes agresivos, junto con el calor y la humedad, son condicionante fundamentales para que se produzca corrosión en las estructuras de hormigón armado.
Síntomas de una estructura corroída Los síntomas que presenta una estructura corroída son fisuras paralelas a la armadura y manchas de óxido.
Baja de resistencia estructural Tres son los factores que influyen en la baja de resistencia de los elementos de hormigón armado afectados por la corrosión: a.- Los productos de la corrosión presentan un aumento de volumen del orden de 3 a 4 veces el del material original, lo cual provoca un desprendimiento de los recubrimientos, con la consiguiente pérdida de sección de hormigón. Al quedar las armaduras expuestas al aire libre, la corrosión avanza ahora a mayor velocidad. El volumen de óxido finalmente puede alcanzar del orden de diez veces el del acero desaparecido. b.- Al corroerse la armadura, se produce una pérdida de sección que origina una baja de resistencia del elemento afectado, cuya gravedad dependerá del porcentaje de sección de acero atacada. c.El proceso de corrosión de la armadura suele afectar más a sus condiciones de adherencia y anclaje que a su sección. El ataque, sin merma de sección de la barra, reduce en forma muy importante las corrugas y por tanto la adherencia. Además, si consideramos que el aumento de volumen de los productos corroídos destruye el recubrimiento, el anclaje de la barra se ve drásticamente comprometido.