Modelo de vida residual de tutti para acero en hormigones

Modelo de vida residual de tutti para acero en hormigonesLuis Alfredo Campoverde EncarnacinTRABAJO DE INVESTIGACIN PROTECCIN DE METALESAntecedentesEl hormign es uno de los materiales de construccin ms ampliamente usados en la construccin y las estructuras de hormign se disean para tener una larga duracin (larga vida til)Modelos y procesos de fabricacin inapropiados causan un deterioro temprano de las estructuras de hormign, de modo que se deben realizar monitoreos constantes del estado de las mismas.Varios modelos han sido desarrollados para estimar la vida residual de estructuras en servicio basadas en la condicin actual en que se encuentren estas estructuras.Hay que comprender adems que los procesos de deterioro poseen consecuencias directamente sobre la capacidad de soportar carga de estas estructuras.EL HORMIGON COMO MEDIO PARA EL ACEROEl acero se corroe naturalmente en el medio ambiente (aire atmosfrico) y este proceso continuar a menos que exista un medio externo que lo prevenga. (pH entre 9,5 a 13)El cemento hidratado provee un medio alcalino ideal (pH 12,6) en el cual el acero se pasiva y se protege alcanzando tasas de corrosin muy bajas.Sin embargo existencia circunstancias en las que el concreto se deteriora perdiendo su alcalinidad provocando que el acero se corroa.

PRDIDA DE ALCALINIDAD POR CARBONATACINLa alcalinidad del hormign puede verse disminuida como resultado de:a) Reaccin con gases atmosfricos (como CO2) o la exposicin a gases de xido de azufre.b) Lixiviacin de agua desde la superficie del hormign (nivel fretico, estructuras sumergidas)

En la prctica ambos factores contribuyen a la reduccin de la alcalinidad del hormign. Este es permeable y permite el lento ingreso del medio (atmsfera).Los gases de la atmsfera reacciones con el lcalis (usualmente hidrxidos de calcio, sodio y potasio) neutralizndolos formando carbonatos y sulfatos y al mismo tiempo reduciendo el pH.

Para concretos densos, la permeabilidad y la porosidad estn relacionados directamente con:(1) El contenido de cemento(2) La relacin agua/cemento(3) La cantidad de agregados(4) El grado de compactacin(5) CuradoEs normal aceptar que a largo plazo existir carbonatacin debido a factores como porosidad, permeabilidad y el grado de exposicin. Para proveer al acero un medio protector efectivo, el diseador debe asegurar que la profundidad del recubrimiento (hormign) es mucho mayor que la profundidad de penetracin de la carbonatacin.

DETECCIN Y MONITOREO DE LA CORROSINExisten varios mtodos que revelan si existe o no corrosin, pero no permite saber a ciencia cierta cual es la tasa de corrosin o cuanto se ha corrodo hasta el momento de la evaluacin.El mtodo de deteccin por medicin del potencial de electrodo es un claro indicador de la actividad de corrosin el cual revela si el acero est termodinmicamente activo o pasivo.

MODELO DE VIDA RESIDUAL DE TUTTI (1982)La vida residual de las estructuras se ha dividido en dos diferentes fases de estudio.La primera fase es el tiempo requerido para que el dixido de carbono o el ion cloruro penetre hasta las varillas de refuerzo e inicien a corroerse La segunda es el tiempo de propagacin entre el inicio de la corrosin y cuando se inicia la fractura de las varillas.

PROFUNDIDAD DE CARBONATACIN

ESTADOS LMITE PARA EL DETERIOROESTADO 1: Inicio de la CorrosinESTADO 2: Inicio de fracturas longitudinalesESTADO 3: Propagacin de las fracturas y reduccin de la seccin del acero.ESTADO 4: Prdida de la integridad estructural

Cmo prevenir la corrosin?Evaluar la exposicin anticipada del hormign y establecer requerimientos apropiadosUsar un cemento de buena calidad con agregados y una relacin Agua/Cemento alrededor de 0,40Proveer un recubrimiento adecuado al aceroAsegurarse que el hormign est curado adecuadamente.Para elementos estructurales crticos de larga vida en servicio, considerar mtodos avanzados de proteccin

REFERENCIASBSI. (1988) Corrosion of Steel and its monitoring in concreteTutti K. (1982) Corrosion of Steel in concreteBM (2005) Corrosion of Steel in concrete due to carbonationASTM Standards C1218, ASTM Book of Standards, Volume 04,02.