corrosion en estructuras de concreto

¿Es posible evitar esto?

pendiente hacia el exterior

pendiente hacia el interior

INCORRECTO CORRECTO

Existen un gran número de factores que influyen en el proceso de la corrosión, los cuales se pueden clasificar en 3 grupos:

Factores dependientes al Concreto: Permeabilidad, porosidad, recubrimiento, tipos de cemento, agregados, aditivos y puesta en obra.

Factores dependientes al Acero de Refuerzo: Condición superficial del refuerzo, solicitaciones mecánicas (tensión, compresión y torsión).

Factores dependientes al Medio de Servicio: Humedad relativa, temperatura, degradación biológica, acción de diversas sustancias (Cl-, O2, SO4 y CO2).

Factores que Influyen en la Corrosión

Viento

Agua Gases

Sol Hum. Rel.

Permeabilidad

Factores externos que afectan la durabilidad de las estructuras

Otros(Ataques

Mecánicos, Físicos y

Químicos)

Ataques ácidos Ataque mecánico

Desgaste Temperatura servicio Permeabilidad

Ataque químico

Antes de responder quizá debiéramos hacernos la siguiente pregunta:

¿Estamos enfrentando desde hace ya varias décadas y, quizá sin darnos cuenta, problemas de especificación?

La respuesta es, probablemente, afirmativa!

Los efectos de esta práctica defectuosa se advertirán durante la vida en servicio de la estructura, unos más temprano (incluso durante la fase de construcción), otros años después

Siendo objetivos!

La permeabilidad es el problema más común en las construcciones y sólo se le presta suficiente atención…..

…cuando el asunto es grave o nos está afectando!

Permeabilidad de las construcciónes o estructuras

Corrosión

Puede definirse como el deterioro de las propiedades de un material debido a la acción del medio ambiente por un proceso electroquímico. (Involucra un medio ambiente húmedo y reacciones de oxidación y reducción)

Control (Supervisión )Diseño

Componentes o etapas básicas para la construcción de una estructura durable

Materiales Ejecución

Aquí queda definida la calidad y durabilidad de una construcción que se ejecute y supervise adecuadamente.

Materiales Ejecución Control (interventoria o

supervisión)Diseño

Componentes o etapas básicas para la construcción de una estructura durable

Diseño

Proyecto adecuado

Especificaciones(Control)

•Qué voy a hacer ?•Cómo lo voy a hacer ?•Con qué materiales los voy a hacer ?

•Diseño (A y E)•Memoria de diseño y especificaciones

•Mantenimiento preventivo requerido

Para garantizar la vida útil del proyecto

• Estudio de factibilidad• Vida útil de Proyecto• Definición de estándares

(códigos)• Estudio de la problemática• Definición de acciones

• Clasificar la agresividad del medio ambiente que rodea la estructura Agresores potenciales

Aspectos Claves de la Durabilidad

Requerimiento del dueño• Definir la vida útil

Conocer el avance del deterioro

• Hacer uso de los modelos de deterioro existentes o de la experiencia del fabricante

Generar las especificaciones• Definir de los materiales a utilizar

Electrolito: Sustancia a través de la cual las cargas eléctricas son transportadas por un flujo de iones

Diferencia de potencial: Desigualdad en el estado energético entre los dos electrodos (ánodo y cátodo) que provoca un flujo de electrones desde el ánodo hasta el cátodo.

Conductor eléctrico: Conductor externo que conecta eléctricamente los electrodos (conduce los electrones desde el ánodo hacia el cátodo).

Antecedentes

“Es la capacidad del concreto hidráulico para uso estructural de resistir durante un tiempo determinado (vida útil) la acción ambiental, ataque químico, abrasión, corrosión del acero de refuerzo o cualquier otro proceso de deterioro para mantener su forma original, condición de servicio y propiedades mecánicas.”

Definición NMX-C-403 DURABILIDAD

Definición de vida útil de la Estructura

Tiempo durante el cual la estructura mantiene sus condiciones de servicio (seguridad, estabilidad, funcionalidad y aspecto estético), requiriendo sólo un mantenimiento preventivo.

“La definición del tiempo de vida útil depende del”: • Tipo de Estructura y su complejidad.• Medio Ambiente• Importancia del Servicio ...y es en años

El concreto durable debe ser capaz de resistir el menos 50 años para obras convencionales y 100 años para

obras de gran envergadura

Antecedentes

Una Tragedia Griega?

• Construcción rápida• Bajo recubrimiento del concreto• Arena de playa en la mezcla• Relación agua salada/cemento!• Ambiente marino

= 3 Años de Vida !!!!

Muelle Progreso, Yuc. Edad: > 60 años

Una Oda a la Alegría!!!!!!!

¿Y esto………….?

Introducción

Las estructuras, como los seres humanos, pasan por varias etapas desde su creación, hasta que el paso de los años se hace evidente.

No hay estructuras eternas, pero existen técnicas modernas que nos permiten diseñar y construir estructuras durables.

Por eso hoy la durabilidad involucra la definición de:La vida útil de la estructura.

Durabilidad de las Estructuras

• Incomprensión del problema• Se conoce mucho de diseño y muy poco de

materiales• Poco interés o claridad de dueños, diseñadores,

constructores y entes del gobierno en el “costo - desempeño” a través del tiempo (Durabilidad).

• Falta de recursos económicos disponibles para la inversión inicial

Los Códigos y el Tema de la Durabilidad

En Latinoamérica principalmente, el tema de la durabilidad ha sido dejado de lado por mucho tiempo y por los códigos constructivos, probablemente por:

Razones:• Concesiones saben valorar la durabilidad• Costosas rehabilitaciones en desarrollo• Muchas estructuras (30-40 años) están

mostrando ahora el deterioro• Constructores desean minimizar el costo de

atención a los reclamos de postventa (garantía).

• Social : Proteger el patrimonio de la gente y las naciones

Pero hoy en día el tema de la durabilidad se está empezando a mirar de otro modo y está cobrando importancia en nuestro medio

Los Códigos y el Tema de la Durabilidad

• RCDF-2004 (Cap. 4)• A C I 318-02• ACI 201-2R• NM X-403-ONNCCE-1999• A S T M• N M X• Normas europeas

Los Códigos y el Tema de la Durabilidad

El tema de la durabilidad ya se incluye en algunos reglamentos y especificaciones; sin embargo, aún no son bien comprendidos ni cabalmente aplicados

Se calcula un monto de 300,000 millones de dólares por fallas en la infraestructura de los Estados Unidos de América.

Factores No Estructurales

Fe Fe2+ + 2e -

Fe2+ + 2Cl- FeCl2

2Fe(OH)2 + 1/2O2 Fe2O3 + 2H2O

1/2O2 + H2O + 2e - 2OH-

FeCl2 + 2OH- Fe(OH)2 + 2Cl-

2OH-

Anodo

2e -

Concreto contaminado con Cloruros, Oxígeno, agua

Cátodo

Ánodo: Porción de una superficie metálica en donde se lleva a cabo la reacción de oxidación (proceso de corrosión). En este proceso existe una pérdida de electrones como consecuencia de la transformación del metal a su forma iónica, que se representa con la siguiente reacción:

M Mn+ + ne-

Cátodo: Porción de la superficie metálica donde se lleva a cabo la reacción de reducción, en la cual los electrones liberados en el ánodo se combinan con determinados iones presentes en el electrolito. En este proceso hay una ganancia de electrones. En el cátodo se cierra el circuito eléctrico a través de un conductor externo.

Mn+ + ne- M

Factores No Estructurales

Corrosión del acero de refuerzo Lixiviación de la cal Intemperismo y envejecimiento

Ataque por sulfatos Congelación y deshielo Reacciones álcali – agregado Ataques de sustancias ácidas.

Dunker F. K. And Rabbat G. B. Scientific American. March 1993.