La carbonatación del hormigón

 

Carbonatación del hormigón
La carbonatación del hormigón es una patología que ocurre en el hormigón en proceso de endurecimiento o casi endurecido y se produce por la difusión del CO2 de la atmósfera a través de sus poros.

La armadura de acero embedida en hormigón fabricado con cemento portland está provista de un efecto protector de la alcanilidad aportado por el cemento al hidratarse que la mantiene exenta de corrosión de forma indefinida.

Esta protección desaparece al neutralizarse la alcalinidad, lo que puede ocurrir por la penetración de CO2 a través de los poros del hormigón (carbonatación), o por la acción de los iones cloruro, como ocurre en ambientes marinos.



Proceso de carbonatación del hormigón

Esta patología sucede cuando el CO2 de la atmósfera reacciona con el hidróxido cálcico, que es el responsable del pH básico del hormigón (próximo a 12). Esta es la reacción:

Ca(OH)2 +CO2 -----  Ca CO2 +H2O

Cuando se ha producido la carbonatación del concreto el pH desciende por debajo de 9, perdiéndose así la protección pasiva en la zona de contacto de armaduras originando la corrosión de las mismas.

Patologías estructuras

Otro efecto es la retracción por carbonatación, aunque no tan importante como la de secado. La carbonatación comienza en la superficie de la pieza de concreto, penetrando lentamente el CO2 a través de los poros del hormigón hacia el interior, siendo determinante en el proceso la velocidad de difusión del CO2.

La difusión del dióxido de carbono sólo es posible en poros llenos de aire por lo que no se producirá la carbonatación si el hormigón se encuentra totalmente saturado de agua.

El uso de humo de sílice en hormigones de alta resistencia, como es el caso de la prefabricación, puede producir una reducción del pH del concreto, lo que habrá que tener en cuenta en ambientes con altas concentraciones de CO2 que induzcan una importante carbonatación.

No es fácil determinar a simple vista si un elemento de concreto se encuentra carbonatado, así que será necesario la extracción de testigos y el empleo de un revelador (fenolftaleína).

Respecto a la corrosión en armaduras debidas a la carbonatación, la Instrucción (EHE) considera la norma UNE 112011- 1994 Determinación de la profundidad de carbonatación en hormigones endurecidos y puestos en servicio.

Fuente: eadic




Velocidad de corrosión de las armaduras

EHE, en su Anejo 9º, incluye los métodos para la estimación de la vida útil debida a la corrosión de las armaduras, distinguiendo entre la causada por carbonatación y la causada por cloruros.

Los efectos de la corrosión empiezan a ser significativos cuando se produce una pérdida de sección de la armadura inadmisible o cuando aparecen fisuras en el recubrimiento de concreto. La degradación sucede en dos etapas:
  • Período de iniciación: el tiempo que tarda el frente de penetración del agresivo en alcanzar la armadura y dar inicio a la corrosión.
  • Período de propagación: tiempo de propagación de la corrosión hasta producir una degradación significativa del elemento estructural.
Si un proyecto incluye una estimación de la vida útil de la estructura, puede disponerse la realización de ensayos de determinación de la velocidad de carbonatación. Si no se dispone de datos experimentales específicos para el hormigón y las condiciones ambientales concretas de la obra, la velocidad de corrosión, en función de la clase general de exposición,  puede obtenerse de la tabla A.9.5. del Anejo 9º.

Pintura anticarbonatación

Tanto para la reparación de superficies de concreto dañadas como para hormigón nuevo se emplea un tratamiento superficial consistente en una pintura anticarbonatación a base de resinas acrílicas en dispersión acuosa. Este revestimiento superficial es elástico, impermeable al CO2 y permeable al vapor de agua.

Más info:

Carbonatación del hormigón: combinación de CO2 con las fases hidratadas del cemento y frente de cambio de pH - Tesis doctoral de Isabel Galán.

Aquí puedes ver una imagen (Fuente:@Hidrodemolicion) de un hormigón sometido a un ambiente salino.

Si quieres profundizar en este fenónemo, en patologiasconstruccion.net tienes una completa monografía.

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