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ÍNDICE DE LA LECCIÓN. Procesos Físicos Fisuración Ciclos hielo-deshielo Erosión Procesos químicos Condiciones y factores Procedencia de agentes agresivos externos Tipos de reacción química Reacciones de disolución Reacciones expansivas Procesos biológicos. PROCESOS FÍSICOS Fisuración.

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ndice de la lecci n
ÍNDICE DE LA LECCIÓN
  • Procesos Físicos
    • Fisuración
    • Ciclos hielo-deshielo
    • Erosión
  • Procesos químicos
    • Condiciones y factores
    • Procedencia de agentes agresivos externos
    • Tipos de reacción química
    • Reacciones de disolución
    • Reacciones expansivas
  • Procesos biológicos
procesos f sicos fisuraci n
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Causas
  • MECANISMOS QUE ORIGINAN DEFORMACIONES
  • Movimientos generados en el interior del hormigón
    • Causan fisuración si el movimiento está impedido
    • La coacción puede ser global o local (una armadura)
    • Ejemplos:
        • Retracción por secado
        • Expansión o contracción térmicas
        • Asentamiento plástico
  • Expansión del material embebido en el hormigón
    • Por ejemplo la corrosión de armaduras o la reacción árido-álcali
  • Condiciones impuestas
    • Asientos diferenciales
    • Cargas
procesos f sicos fisuraci n1
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Clasificación

Movimientos durante ejecución

Movimiento del encofrado

Movimiento de la sub-base

Anteriores al endurecimiento

Retracción plástica

Asentamiento plástico

Plásticas

Heladas tempranas

Áridos con retracción

Retracción de secado

Afogarado

Físicas

Corrosión del acero

Reacción árido-álcali

Carbonatación del cemento

Químicas

Posteriores al endurecimiento

Ciclos hielo-deshielo

Variaciones térmicas estacionales

Contracción térmica temprana

Térmicas

Sobrecarga accidental

Fluencia

Cargas de cálculo

Estructurales

procesos f sicos fisuraci n2
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Temporalización

Cargas

Reacción árido-álcali

Corrosión

Retracción de secado

Contracción térmica temprana

Retracción plástica

Asentamiento plástico

1 hora

1 día

1 semana

1 mes

1 año

50 años

procesos f sicos fisuraci n3
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
procesos f sicos fisuraci n4
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • ASENTAMIENTO PLÁSTICO
procesos f sicos fisuraci n5
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • ASENTAMIENTO PLÁSTICO
  • Exudación
    • Asiento del hormigón
    • Desplazamiento de agua de amasado a la superficie
  • Coacción de las armaduras o encofrados

Fisuración longitudinal siguiendo la armadura (losas o vigas)

Fisuración marcando los estribos (pilares)

Fisuración horizontal por escasa separación entre armaduras. LAMINACIÓN.

Combinado con hielo o corrosión riesgo de desprendimiento del recubrimiento

procesos f sicos fisuraci n6
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • RETRACCIÓN PLÁSTICA
procesos f sicos fisuraci n7
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • RETRACCIÓN PLÁSTICA
  • Se produce cuando la pérdida de agua por evaporación excede la cantidad de agua aportada por exudación
  • Activación de fuerzas capilares Disminución de volumen
  • Posible coacción por parte del árido grueso o las armaduras
  • La resistencia a la tracción es aún muy débil
  • Propio de elementos superficiales (losas)
  • Fisuras preferentemente superficiales (2 a 3 mm en superficie)
procesos f sicos fisuraci n8
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • TÉRMICAS
procesos f sicos fisuraci n9
PROCESOS FÍSICOSFisuración

fisura

temperaturas

tensiones

tracciones

t1

A

A

A

t0

t0

t1

compresiones

A’

A’

A’

Línea de tensión nula

  • Fisurasintrínsecas
  • TÉRMICAS
  • Gradiente térmico por calor de hidratación durante el fraguado
  • Se suelen producir en elementos de cierto espesor
  • Se trata de fisuras superficiales “en mapa”
  • Normalmente tienen pocos mm o cm de profundidad
procesos f sicos fisuraci n10
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • TÉRMICAS
  • Movimientos térmicos a edades tempranas
procesos f sicos fisuraci n11
PROCESOS FÍSICOSFisuración

fisuras

  • Fisurasintrínsecas
  • TÉRMICAS
  • Variaciones térmicas en servicio

T1

T2

procesos f sicos fisuraci n12
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • RETRACCIÓN A LARGO PLAZO
procesos f sicos fisuraci n13
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisurasintrínsecas
  • RETRACCIÓN A LARGO PLAZO
  • Disminución de volumen provocada por la desecación
  • Generación de tensiones por coacciones o condiciones de apoyo
  • Condiciones de secado variables con la profundidad:
    • RETRACCIÓN DIFERENCIAL
    • Fisuración superficial similar a la generada por variaciones térmicas
  • La mayor parte de las deformaciones por retracción se producen a edades tempranas (semanas o algunos meses)
  • Descensos de humedad relativa aumentan las deformaciones por retracción
  • Aumentos de humedad relativa puede revertir el proceso y producirse cierto aumento de volumen
  • Estos movimientos pueden ser causa de movimientos a largo plazo con desarrollos de fisuras a cualquier edad de la estructura.
procesos f sicos fisuraci n14
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisuras intrínsecas
  • AFOGARADO
procesos f sicos fisuraci n15
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisuras intrínsecas
  • CORROSIÓN DE ARMADURAS
procesos f sicos fisuraci n16
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisuras intrínsecas
  • REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI
procesos f sicos fisuraci n17
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Fisuras extrínsecas
  • FISURAS ESTRUCTURALES
  • Producidas por la actuación de cargas directas
  • Con las armaduras resultantes de un correcto armado en condiciones de rotura y los recubrimientos adecuados, la fisuración será relativamente pequeña bajo cargas de servicio (menor que 0’5 mm)
  • Por el contrario, fisuras muy abiertas suelen indicar fallos de diseño, errores de cálculo o haber infravalorado o despreciado alguna posible combinación de cargas (p.e., los asientos diferenciales)
  • Más habitual suele ser la aparición de fisuras por efectos locales

Anclaje de armadura activa

Fisuración debida a tensiones de adherencia

Posible fallo por longitud de anclaje escasa

Fisuración producida por cargas concentradas

Ausencia o escasez de armadura de difusión

procesos f sicos fisuraci n18
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Parámetros que intervienen en la fisuración
  • GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA
  • Los cambios bruscos tanto de cantos como de sección transversal favorecen la fisuración por asentamientos plásticos (losas nervadas, secciones en cajón o losas alveoladas)
  • La fisuración por variaciones térmicas o retracción está condicionada por el grado de coacción tanto externa como interna
  • COMPOSICIÓN DEL HORMIGÓN
  • Influye, principalmente sobre las fisuras por asentamiento o retracción plástica (dependientes de la exudación)
  • Para reducir la exudación:
    • Selección adecuada de la granulometría de los áridos
    • Elección de cementos de adición
    • Utilizar plastificantes
procesos f sicos fisuraci n19
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Parámetros que intervienen en la fisuración
  • DISPOSICIÓN DE ARMADURAS
  • Las armaduras (los estribos en las vigas) suelen determinar el inicio de fisuras, tanto intrínsecas (por asentamiento o retracción plástica) como extrínsecas
  • Las disposición de fisuras alineadas con las armaduras favorece ciertos procesos agresivos (corrosión)
  • La fisuración puede sobrevenir por la existencia de fuertes cargas concentradas relacionadas con la disposición de armaduras:
    • Zonas de doblado de armaduras con pequeños radios
    • En los puntos de corte de las armaduras
    • En la zona de solapos
    • Por escasez de longitudes de anclaje
    • En la zona de anclaje de armaduras activas
  • Factores condicionantes son el recubrimiento y las separaciones entre armaduras
procesos f sicos fisuraci n20
PROCESOS FÍSICOSFisuración
  • Parámetros que intervienen en la fisuración
  • EJECUCIÓN Y CURADO
  • La ejecución determina la homogeneidad y uniformidad del hormigón y la correcta ubicación de las armaduras
  • Una correcta puesta en obra garantiza la obtención de valores adecuados para los parámetros básicos de durabilidad :
    • Recubrimiento de las armadura
    • Calidad de la capa superficial del hormigón
  • La fisuración que aparece durante el proceso de ejecución es causa principal para favorecer el desarrollo de procesos agresivos que dependen del contacto con el agua u otras substancias agresivas
procesos f sicos ciclos hielo deshielo
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Mecanismos de deterioro
  • EN CONDICIONES DE SATURACIÓN TOTAL
  • Aumento del volumen de agua (9%)
  • Generación de tensiones
  • Abertura de fisuras

Fisura

procesos f sicos ciclos hielo deshielo1
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Mecanismos de deterioro
  • EN CONDICIONES DE SATURACIÓN PARCIAL
  • Distinta temperatura de congelación
  • Existencia de agua congelada y agua líquida
  • Aumento de la presión osmótica por difusión de sales
  • Transporte de agua:

Hormigón saturado

  • Hacia el exterior (evaporación)
  • Hacia otras zonas

SATURACIÓN LOCAL

CIRCULACIÓN IRREVERSIBLE

Riesgo añadido en ciclos hielo-deshielo y aporte externa de humedad

Aparición de nuevas fisuras

Nuevas vías de entrada de agua

procesos f sicos ciclos hielo deshielo2
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Grado crítico de saturación

CONTENIDO MÁXIMO DE HUMEDAD PARA QUE NO SE PROVOQUE DETERIORO POR CONGELACIÓN

  • Edad del hormigón
  • Distribución de poros (incluso aire ocluido artificialmente)
  • Condiciones ambientales
  • Velocidad de enfriamiento
  • Existencia de ciclos alternativos de hielo-deshielo
  • Posibilidades de desecación entre ciclos
  • Factores

SEGÚN C.E.B. G.C.S.=85%

procesos f sicos ciclos hielo deshielo3
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo

Deformación del hormigón

Profundidad

  • Utilización de fundentes

Disminución de la temperatura de congelación

Aporte exterior de energía

CALOR

FUSIÓN del hielo superficial

Aparición de tensiones superficiales

Enfriamiento de la capa superficial

Congelación del agua en la capa superficial

Difusión de sales hacia el interior

procesos f sicos ciclos hielo deshielo4
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Utilización de fundentes
  • SITUACIÓN TRAS APORTAR FUNDENTES

Temperatura ºC

0

Capa helada

Concentración de sales fundentes

Profundidad

Agua

Capa helada

Punto de congelación

Temperatura del hormigón

  • BAJADA DE TEMPERATURA

Temperatura ºC

0

Capa helada

Concentración de sales fundentes

Profundidad

Capa helada

Punto de congelación

Temperatura del hormigón

  • Expansión de la capa intermedia impedida
  • Degradación por exfoliación de escamas superficiales
  • RIESGO GRAVE DE CORROSIÓN
procesos f sicos ciclos hielo deshielo5
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Influencia de los áridos

RANGO DE TEMPERATURAS DE HELADAS MENOR

  • Tamaño de poros más uniforme
  • La susceptibilidad a la helada se mide por la absorción

Árido de alta absorción

RIESGOS

  • Aumento de volumen del árido
  • El árido absorbe el agua
  • Se expande
  • Destrucción de la pasta de cemento
  • Desprendimientos y microfisuras
procesos f sicos ciclos hielo deshielo6
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Factores principales
  • COMPOSICIÓN DEL HORMIGÓN
  • Presencia de aire ocluido
  • Cuando existe aire ocluido la pérdida de peso es un 10-20% de la correspondiente al mismo hormigón sin aire ocluido
  • Es muy importante el espaciamiento entre burbujas, que debe ser menor de 0’2 mm para que sea eficaz
  • Relación a/c y contenido de cemento

Pérdida relativa de peso (%)

a/c

  • Si se disminuye la fracción de árido grueso hay que aumentar el contenido de cemento y aire ocluido
procesos f sicos ciclos hielo deshielo7
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Factores principales
  • CONDICIONES AMBIENTALES
  • La existencia de desecaciones (incluso ligeras) antes de la helada es un factor determinante
  • Si hay desecación no importa mucho la relación a/c ni el contenido de aire ocluido
  • La evaporación es posible incluso con humedades relativas en el ambiente del 97%

H.R. 97%

Saturación

Pérdida relativa de peso (%)

Pérdida relativa de peso (%)

con

sin

con

sin

Secado previo

Secado previo

  • La influencia de la dosificación sólo es relevante en condiciones de saturación del hormigón
procesos f sicos ciclos hielo deshielo8
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Factores principales
  • EDAD DEL HORMIGÓN

Más agua hidratada

Más huecos

MAYOR RESISTENCIA A LA HELADA

  • A mayor edad

Más resistencia

  • Resistencia mínima del hormigón de 5 MPa para evitar daños por heladas prematuras
  • En hormigones convencionales (30 MPa) de endurecimiento normal, se alcanzan 5 MPa en 1 ó 2 días

Pérdida relativa de peso (%)

1

3

28

Edad (días)

procesos f sicos ciclos hielo deshielo9
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Medidas de prevención
  • ACI
  • Recomendaciones para hormigones expuestos a combinación de humedad y heladas cíclicas:
  • Diseño de la estructura para minimizar la exposición a la humedad
  • Baja relación agua/cemento
  • Oclusión de aire adecuada
  • Materiales de calidad
  • Curado adecuado antes del primer ciclo de congelación
  • Impedir la saturación:
  • Evitar superficies horizontales
  • Drenaje adecuado para evitar circulación de agua indiscriminada
  • Relaciones a/c en hormigones normales no superiores a:
  • Secciones delgadas y hormigones expuestos a sales de deshielo: 0,45
  • Resto de estructuras: 0,5
procesos f sicos ciclos hielo deshielo10
PROCESOS FÍSICOSCiclos hielo-deshielo
  • Medidas de prevención
  • DIN
  • Áridos resistentes
  • Hormigones impermeables:
  • Elementos de espesor entre 10 y 40 cm profundidad de penetración no mayor de 50 mm
  • Relación a/c no mayor de 0,6
  • CEB
  • En caso de heladas en ambiente seco
  • Relación a/c inferior a 0,6
  • Cemento mínimo 270 kg/m3
  • En caso de heladas con ambiente muy húmedo
  • Relación a/c inferior a 0,55
  • Cemento mínimo 370 kg/m3
  • Adición de aire ocluido
  • Cantidad de aire ocluido
  • En función de la severidad del ataque (3,5 en Europa Central - 5,5% en Europa septentrional)
  • Con ataques severos no menos del 5%
  • Sí el TMA es menor del 32 aumentar el aire ocluido
procesos f sicos erosi n
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Mecanismos de deterioro
  • ABRASIÓN
  • Deterioro producido por desgaste de la superficie del hormigón
  • Tráfico peatonal
  • Acción de llantas en pavimentos
  • Impactos
  • Partículas pesadas en suspensión en el agua
  • Causas
  • Estructuras con riesgo de erosión por abrasión
  • Obras hidráulicas (embalses, obras de encauzamiento)
  • Obras marítimas (diques)
  • Carreteras (pilas de puentes)

Desgaste de por neumáticos de coche

procesos f sicos erosi n1
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Mecanismos de deterioro
  • ABRASIÓN
procesos f sicos erosi n2
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Mecanismos de deterioro
  • CAVITACIÓN
  • Deterioro de la superficie del hormigón por estallido de burbujas de aire

Aumento de la presión

ESTALLIDO DE BURBUJAS

Desplazamiento de las burbujas

Fluido

Disminución de la presión

CREACIÓN DE BURBUJAS

Picado por cavitación

procesos f sicos erosi n3
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Mecanismos de deterioro
  • CAVITACIÓN
procesos f sicos erosi n4
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Factores principales
  • CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTICULAS
  • Forma
  • Cantidad
  • Dureza
  • FLUJO DE AGUA
  • CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN
  • RESISTENCIA A COMPRESIÓN
  • Relación a/c por debajo del 0,5 mejora la resistencia a la erosión
  • Naturaleza y granulometría de los áridos (cuarzo, basaltos, diabasas)
  • El cemento es más susceptible de erosionarse que los áridos (no sobrepasar un determinado nivel)
  • Porosidad. No superar el 3% de aire ocluido
  • Grado de hidratación. Conseguir el máximo grado de hidratación. Cuidar el CURADO
procesos f sicos erosi n5
PROCESOS FÍSICOSErosión
  • Medidas de prevención
  • ACI (mejorar la resistencia superficial)
  • Evitar la segregación
  • Eliminar la exudación
  • Minimizar la relación a/c en la superficie
  • Curado adecuado
  • CEB
  • La capa superficial de mortero debe ser fina y exenta de fisuras gracias a un buen curado
  • Mortero de elevada resistencia
  • DIN
  • Resistencia mínima 35 MPa
  • Contenido de cemento no demasiado alto (no mayor de 350 kg/m3)
  • Árido fino cuarcítico o de dureza similar
procesos qu micos condiciones y factores
PROCESOS QUÍMICOSCondiciones y factores
  • Los materiales componentes del hormigón son susceptibles de degradarse
  • Durabilidad determinada por la descomposición del hormigón como resultado de una reacción química
      • Condiciones:
          • Transporte
          • Presencia de agua
      • Factores:
          • Características del hormigón
          • Compuestos hidratados del cemento
          • Reactividad de los áridos
          • Agentes agresivos: tipos y cantidades
          • Condiciones ambientales
          • Condiciones de la interacción
procesos qu micos procedencia de agentes agresivos externos
PROCESOS QUÍMICOS Procedencia de agentes agresivos externos
  • De gases de combustiones y de procesos industriales

p.e.: ácidos, SO2 , CO2

con humedad forman disoluciones agresivas

  • De los suelos

p.e.: compuestos solubles (Na2SO4 , CaSO4)

  • Del agua

pura, con CO2, de mar, industrial, residual

  • Principal agente agresivo: el AGUA
          • directamente
          • como vehículo de transporte
          • es el desencadenante
procesos qu micos tipos de reacci n qu mica
PROCESOS QUÍMICOS Tipos de reacción química
  • Reacciones de disoluciónde las fases cálcicas de la pasta de cemento
      • aguas puras
      • aguas carbónicas
      • ácidos
      • sales: amónicas, magnésicas
  • Reacciones expansivas
      • con agentes externos (sulfatos)
      • entre áridos y compuestos de hidratación (álcali-árido)
  • La REACCIÓN:
    • se inicia al contactar la sustancia agresiva con la sustancia reactiva
    • los efectos se manifiestan al cabo de años
    • velocidad de reacción condicionada por velocidad de transporte
    • mayor velocidad de reacción si la solución fluye
  • La ACCESIBILIDAD de la sustancia reactiva está determinada por:
    • permeabilidad del hormigón sano
    • capa pasivante de los productos de reacción
procesos qu micos reacciones de disoluci n
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones de disolución
  • Ataque por ácidos
  • Conversión de los compuestos cálcicos de hidratación

(hidróxido cálcico, silicato cálcico hidratado y aluminato cálcico hidratado)

en sales cálcicas del ácido actuante (solubles)

p.e.: HCl CaCl2

H2SO4 CaSO4

  • Su agresividad depende del pH y de la cantidad de sustancia en contacto con el hormigón
  • Mayor velocidad de reacción a mayor solubilidad de la sal cálcica
  • Se destruye la estructura del cemento endurecido (sist. de poros)
procesos qu micos reacciones de disoluci n2
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones de disolución
  • Ataque por sales y aguas
  • Las sales magnésicas y amónicas:
    • reaccionan como sus ácidos equivalentes

p.e. NH4Cl, como HCl

  • Las aguas puras:
    • actúan como disolvente de los compuestos hidratados

Ca(OH)2 + H2O ------- Ca(OH)2 + H2O Ca2+ + 2OH-

sólido disuelto

  • Las aguas carbónicas:
    • disolución del Ca(OH)2y precipitación de compuestos cálcicos

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2

insoluble soluble

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

sólido

procesos qu micos reacciones expansivas
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por sulfatos
  • Sulfatos: origen diverso
    • áridos
    • suelo
    • agua
  • Sólo atacan a ciertos componentes
    • los iones sulfato reaccionan con C3AH
    • se forma ettringita (sal poco soluble y expansiva)
procesos qu micos reacciones expansivas1
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por sulfatos
  • Disoluciones de CaSO4

3CaO·Al2O3·6H2O + 3(CaSO4·2H2O) + 19H2O 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O

ettringita (sal de CANDLOT)

  • Disoluciones de Na2SO4

Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O --- CaSO4 + 2Na+ + OH- CaSO4·2H2O

yeso secundario (expansivo)

    • el yeso secundario reacciona con C3AH
  • Disoluciones de MgSO4

Ca(OH)2 + Mg2+ + H2O Mg(OH)2 (brucita, capa protectora)

sólido

Ca(OH)2 + SO42- + H2O CaSO4 + H2O CaSO4·2H2O

sólido yeso secundario (expansivo)

    • el yeso secundario reacciona con C3AH
    • si Mg2+ en disolución, puede darse sustitución de Ca2+ por Mg2+ en CSH, perdiendo éste su carácter aglomerante
procesos qu micos reacciones expansivas2
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por sulfatos
  • Acción de SO2 atmosférico

SO2 + ½O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 (lluvia ácida)

H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4·2H2O yeso secundario (expansivo)

  • Acción de agua de mar (presencia de iones SO42-, Mg2+, Cl-, Na+, ..., CO2)

CO2:Ca(OH)2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2H2O (calcita-aragonito)

colmata la superficie

Mg2+:sustitución de Ca2+

brucita (forma costra)

SO42- :reacciona con Ca2+ liberado por Mg2+,, dando yeso secundario

(expande, reacciona con C3A dando ettringita)

Cl-: 3CaO·Al2O3·6H2O + CaCl2 + 4H2O 3CaO·Al2O3· CaCl2 ·10H2O

(sal de Friedel)

atenuante del ataque por sulfatos

procesos qu micos reacciones expansivas3
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por álcalis
  • Sustancias agresivas: Na+, K+
  • Sustancias reactivas: los áridos
  • Tipos de reacción
    • álcali-sílice (sílice amorfa)
    • álcali-silicato (silicatos polifásicos)
    • álcali-carbonato (carbonatos dolomíticos)
procesos qu micos reacciones expansivas4
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por álcalis
  • Reacción álcali-sílice

SiO2 + 2NaOH + nH2O Na2SiO3·nH2O (gel de silicato alcalino, expansivo)

procesos qu micos reacciones expansivas5
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por álcalis
  • Reacción álcali-silicato
    • reacción entre álcalis y un precipitado interlaminar de los filosilicatos
    • los filosilicatos captan agua y expanden
  • Reacción álcali-carbonato
    • no produce expansión
    • 1º: desdolomitización:

CaMg(CO3)2 + 2NaOH Mg(OH)2 + CaCO3 + Na2CO3

    • 2º: regeneración de hidróxido alacalino:

Na2CO3 + Ca(OH)2 2NaOH + CaCO3

    • zona porosa alrededor del árido por extracción de Mg2+
        • se debilita unión pasta-árido
        • entrada de agua (absorción por arcillas: expansiones)
        • la brucita puede reaccionar con sílice (silicatos de Mg no aglomerantes)
procesos qu micos reacciones expansivas6
PROCESOS QUÍMICOS Reacciones expansivas
  • Ataque por álcalis: Factores que controlan la reacción
  • Disolución de los poros: diferencia entre el agua necesaria para el amasado y la consumida en la hidratación total del cemento (a/c 0,24 aprox.)
  • Contenido de alcalinos en la disolución:

se recomienda:

    • limitar [%Na2O + 0,658(%K2O)] a 0,6 máximo en cemento
    • contenido total < 3 kg/m3
  • Contenido de componentes reactivos en los áridos:
    • sílice reactiva y dolomitas
    • contenido mínimo de árido reactivo para que se produzca expansión
    • con un 35% de exceso no se produce expansión
    • contenido pésimo de árido reactivo
    • si TMA pequeño: reacción con álcalis dispersa (menor fisuración)
  • Condiciones ambientales:
    • humedad: transporte y absorción por gel; mayor incidencia en estructuras en ambientes húmedos: presas, túneles, puentes
    • temperatura
procesos biol gicos
PROCESOS BIOLÓGICOS
  • Vegetación:
    • fuerzas de expansión
    • retención de agua (saturación)
    • ataque químico
    • consumo de oxígeno (impide corrosión de armaduras)
    • en ocasiones: sellado de la superficie de hormigón
  • Microorganismos:
    • ataque químico por ácidos húmicos
  • REDES DE ALCANTARILLADO:

Ataque ácido al hormigón