INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN

EN HORMIGÓN ARMADO

Mirta Raquel Barbosa

Facultad de Ingeniería.Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

Avda. A. del Valle 5737. 7400 – Olavaria. ARGENTINAE-mail: mbarbosa@fio.unicen.edu.ar

Definición

Clásica:

Son sustancias químicas que, incorporadas en un medio corrosivo, son capaces de disminuir la velocidad del proceso anódico y/o catódico.

Norma ISO 8044:

Sustancia química que reduce el nivel de corrosión cuando está presente en el sistema de corrosión en una concentración adecuada sin cambiar en forma significativa la concentración del agente corrosivo.

Como adicionar un inhibidor

• En un medio corrosivo líquido, en el cual el inhibidor se encuentra presente en forma disuelta o dispersa.

• Como un aditivo fluido para prevenir la corrosión.

• Como un pigmento activo en una pintura anticorrosivo.

• Como un vapor para proteger contra la corrosión atmosférica.

• El metal a proteger puede incluir el inhibidor como un constituyente de la aleación.

Clasificación de inhibidores

Por tipoInorgánicosOrgánicos

Por mecanismo de funcionamiento

AnódicoCatódicoMixto

Inorgánicos

Usados preferentemente en medios neutros, afectan principalmente el proceso anódico y el estado pasivo del metal. Se los suele llamar pasivadores.

Raramente logran variar la cinética de los procesos catódicos, a menos que se pueda imaginar una remoción completa del despolarizador catódico (O2).

Son capaces de pasivar el metal, corriendo el potencial de corrosión en varias décadas de voltaje, en la dirección de aumento del potencial (el metal se comporta como más noble).

Ejemplos: Cromatos, nitritos, molibdatos

Por tipo

Orgánicos

Se adsorben y su efecto sobre la reacción catódica puede tener gran influencia. También se ha observado efecto de estos inhibidores sobre la reacción anódica.

Las aminas tienen un considerable efecto inhibidor, se adicionan para contrarrestar el efecto perjudicial del dióxido de carbono y son levemente alcalinas

Aminas NH2(CH3)nMonoetanolaminaMetildietanolaminaMorfolina

Diaminas NH2-(CH2)n-NH2DicilohexilaminaDietanolaminaDimetilpropanolaminaDimetiletanolamina

Triaminas (NH2)3(CH2)nTrietanolamina, triazol

Otros: Benzoato de sodioβ-glicerofosfato de sodio5-hexilbenzotriazolÁcidos aldónicos, carboxílicos o bicarboxílicos

Ejemplos:

Interpretación del funcionamiento

Potencial y corriente de corrosión

Por mecanismo de funcionamiento

Hemirreacciones electroquímicas para corrosión metálica:Proceso anódico oxidación del metal

corriente anódica (ia)Proceso catódico reducción (depende del medio)

corriente catodica (ic)Circuito abierto: ambas reacciones ocurren a la misma velocidad,el potencial correspondiente es EcorrEn Ecorr ia = ic = icorr

it = ia - ic = 0No significa condición de equilibrio pues el metal se esta disolviendo

Curvas de polarización anódica y catódica

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Reacción anódica

Reacción catódica

ηa = Ea - Ecorr sobrepotencial anódicoηc = Ec - Ecorr sobrepotencial catódico

Curva de polarización anódica asociada con el metalCurva de polarización catódica asociada con el medio

Efecto de inhibidoresInhibidores anódicos

Pertenecen a este grupo:NO2

- y CrO4=

En presencia de aire, fosfatos y molibdatos.

“Inhibidores peligrosos”: si la concentración es demasiado baja pueden aparecer poros y defectos en el óxido, con lo que se acelera la corrosión.

Los defectos y poros constituyen un área muy pequeña para la reacción anódica, por lo que, para compensar a la reacción catódica, se produce una disolución muy activa e intensa, con lo cual sobreviene un severo ataque por picado.

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidorCon inhibidor

'corrE

'corri

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidorCon inhibidor'corrE

'corri

Inhibidores catódicos

Pertenecen a este grupo:Sales de cinc, por ejemplo ZnSO4Polifosfatos: polifosfato de sodio (Na4P2O7), tripolifosfato de sodio ( Na5P3O10) y hexametafosfatode sodio ((NaPO3)6)Fosfanatos

En presencia de iones metálicos divalentes, como el Ca++, se desarrolla un cubrimiento protector sobre la superficie metálica.

Aún en bajas concentraciones, son capaces de proveer cierta protección actuando sobre la reacción catódica y asícontrarrestar a la reacción anódica.

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidor

Con inhibidor

'corrE

'corri

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidor

Con inhibidor

'corrE

'corri

Inhibidores mixtos

Pertenecen a este grupo:Benzotriazol, usado especialmente en cobre y sus aleaciones.

Su acción depende de factores del medio ambiente, por ejemplo del pH y del potencial redox, así pueden resultar principalmente inhibidores anódicos bajo ciertas circunstancias y catódicos bajo otras .

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidor'corrE

'corri

Con in

hibido

r

log i

E

Ea

Ec

Ecorr

icorr

Sin inhibidor'corrE

'corri

Con inhibidor

Ventajas y desventajas del uso de inhibidores

Prolongar la vida útil del equipo, pieza u obra a proteger.

Bajo costo aplicación.

Sencilla forma de aplicación. En el caso de las obras civiles se adicionan durante la construcción o bien se los aplica como pinturas

Inconvenientes relacionados con la toxicidad.

Los llamados “inhibidores peligrosos”, en concentración inadecuada pueden ocasionar el efecto contrario al buscado.

Desarrollo a nivel de investigación

Se ha estudiado y se continúa investigando un número muy grande de sustancias con potencial capacidad para inhibir la corrosión. Esos compuestos y mezclas pueden ser orgánicos e inorgánicos.

A nivel científico existen numerosas publicaciones en la literatura específica.

Los fabricantes a nivel industrial no difunden las formulaciones.

Para el caso particular de obras civiles, los inhibidores de más larga data se basan en el ion nitrito. Desde hace unos 30 años existen productos comerciales que han mostrado un buen desempeño. Con los productos elaborados a partir de compuestos orgánicos se cuenta con una experiencia no tan larga, pero pareciera que también logran una buena performance.

Información de las empresas fabricantes

CORTEC

MCI® (Migrating Corrosion Inhibitor).No se indica formulación componentes de estos productos.Pareciera que se trata de compuestos orgánicos, ya que forman una película sobre el acero de refuerzo.

Se fabrican diversas series:Serie 2000.

Inhibidores mixtos.Se agregan al agua de mezcla en la preparación del hormigón.Dosificación: 0.6 l/m3 de hormigón.En reparación se aplica como mortero o lechada.Penetra a través del material pétreo.Es aplicable para resistir carbonatación y cloruros.

Serie 2001.Forma en polvo de la serie 2000.Dosificación: 1.78 kg/m3 de hormigón.

Existen las series 2002 (con microsílica), 2003, 2005, 2006, 2010, 2011, con pequeñas variaciones en sus características.

La serie 2020 es una mezcla de un compuesto orgánico en agua, que puede formar una película sobre el metal.

Las series 2021 y 2022 son selladores del concreto, con características inhibidoras de la corrosión

La serie 2023 es un inhibidor bajo la forma de lechada pasivante.

Las series 2038 y 2039 son inhibidores bajo la forma de mortero de reparación.

La serie 2050 es un inhibidor líquido que se indica para construcciones industriales.

MCI® Film Construction Film: es un film de polietileno diseñado para el uso de construcciones industriales.

VCI (Vapor Corrosion Inhibitors): es una línea completa de inhibidores que, en general provee protección para diversos medios. El VCI-619 se propone también para hormigón. Recubrimiento líquido especialmente indicado para resistir altas temperaturas.

GRACE

Presenta dos productos denominados DCI® y DCI®-S

Inhibidores basados en nitrito de calcio, de los de más antigua data entre los de aplicación en obra.

Son soluciones al 30% de Ca(NO2)2.

Se agregan al agua de mezcla, en la preparación del hormigón, en una dosificación de 30 l/m3 de hormigón.

Resultan compatibles con todos los cementos y pueden utilizarse con otros aditivos (incorporadotes de agua, superfluidificantes, retardadores de fraguado).

MBT (Master Builders Technologies)

Rheocrete® 222+, es una mezcla de inhibidores orgánicos.

Provee dos niveles de protección:Retrasa el ingreso de cloruros y de humedad en el concretoForma un film protector sobre el acero de refuerzo.

Es adecuado para hormigón nuevo o con fisuras. No afecta las propiedades plásticas del hormigón y tampoco la adherencia metal-hormigón.

Se agrega al agua de mezcla, en una dosis de 5 l/m3 de concreto.

Rheocrete® CNI: producto con similares características que se agrega al agua de mezcla, en una dosis de 5 l/m3 de concreto.

SIKA

FerroGard es un inhibidor mixto, actúa sobre ambas reacciones electroquímicas.

Línea 901: Es un aditivo para hormigón armado que presta servicio a la intemperie. Se añade al hormigón fresco.

Línea 903: Impregnación acuosa que se aplica a la superficie del hormigón y penetra a través del material pétreo por difusión líquida y de vapor.

Ambas líneas son aplicables en construcciones nuevas, como protección preventiva del hormigón. Se sugiere combinarlos con hidrofugantes para reducir la absorción de cloruros.

Sikaguard: es un revestimiento epoxi-cemento para sellado, que la empresa recomienda para ataque químico fuerte.