Corrosión de armaduras y su inspección en hormigones de cemento aluminoso

Mª Carmen Andrade

Carbonatación y corrosión de armaduras

Cuando se hidrata un cemento portland se genera hidróxido cálcico que aporta una elevada alcalinidad (pH entre 12,6 y 14) a la fase acuosa que queda aprisionada en los poros del hormigón. El exceso de hidróxido cálcico que se genera precipita en estos poros y constituye lo que se llama "la reserva alcalina", ya que se puede ir redisolviendo cuando el pH de la fase acuosa tienda a neutralizarse. Esta reserva alcalina actúa por lo tanto como un tampón químico.

... El recubrimiento de hormigón se considera una barrera física entre la armadura y el medio ambiente.

Si este recubrimiento mantiene sus características químicas y físicas, esta protección se mantiene indefinidamente.

Sin embargo, existen dos factores medioambientales que pueden alterar esta estabilidad: la presencia de dióxido de carbono en el aire y la de cloruros en ambientes marinos. Además está la posibilidad de contacto con ambientes especialmente agresivos como son los industriales.

El dióxido de carbono, al ser una sustancia ácida, cuando se disuelve en agua reacciona con las sustancias alcalinas de la pasta de cemento y provoca una neutralización química conocida como "carbonatación". Da lugar a una despasivación generalizada de la armadura.

El caso de los cloruros es diferente, ya que son iones que disueltos en el agua de la fase acuosa del hormigón despasivan a la armadura localmente y producen un ataque en profundidad que puede originar una disminución puntual notable del diámetro de la armadura.

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Cemento aluminoso

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Vida útil de una estructura

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Inspección de corrosión en estructuras de cemento aluminoso

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Para evaluar la corrosión, lo más simple aparentemente es realizar una observación visual detallada. Hay que evaluar si aparecen grietas o manchas de óxido y siempre que sea posible realizar alguna pequeña perforación y observar directamente la armadura .

Las diversas situaciones que pueden aparecer son:

a) Si no hay señales externas de corrosión y las armaduras están limpias, y el hormigón está completamente transformado, hay que suponer que no se producirán corrosiones en el futuro a no ser que aparezcan humedades inesperadas. Es decir, las armaduras pueden conservarse exentas de óxido en hormigón de aluminoso completamente carbonatado ( se han encontrado diversos casos reales) . Pues bien, el supuesto de evolución futura es que la situación se mantendrá igual a no ser que cambien las condiciones de servicio (especialmente que aumente la humedad)

b) En cambio si las armaduras están limpias en el momento de hacer la inspección pero el aluminoso está a medio transformar, entonces sí que hay que trabajar con la hipótesis de una posible corrosión futura, a no ser que el ambiente sea siempre seco (HR medias menores del 60%)

c) Lo opuesto es que se detecte la presencia de fisuras en el recubrimiento o manchas de óxido. Entonces se recomienda también acceder a observar directamente la armadura y la posible presencia de óxidos. Si el recubrimiento no se ha desprendido, y sólo presenta fisuras en general, la corrosión no será importante (a no ser que la relación diámetro barra/espesor de recubrimiento sea muy pequeña). En cambio si hay zonas del recubrimiento ya descascarilladas, es de esperar corrrosiones más intensas. Resulta aquí de vital importancia fijarse en si la corrosión es general o más localizada, con el fin de prever un posible fallo local

Si la corrosión está presente, el factor fundamental para que se pueda mantener es la presencia de elvadas humedades ambientales o agua(bajantes, desagües, filtraciones, etc.). Si el elemento no se va a sustituir es fundamental cortar radicalmente el acceso de humedad a la armadura, lo que por otro lado resulta muy complejo ya que el hormigón actua de esponja que no seca fácilmente y es difícil de impermeabilizar por las posibles presiones de vapor que genera internamente durante los cambios de temperatura .

Además de la simple observación visual, ya es posible en nuestro país la medida visual directa en obra de la velocidad de corrosión, si bien esta medida sólo es interpretable por especialistas, ya que exige una experiencia previa para su correcto uso. Consiste la técnica en una medida de la llamada "Resistencia de Plarización", valor a partir del cual es posible calcular los Icorr que presenta la armadura. Con estos valores ... se puede hacer una cierta predicción de la evolución futura de la pérdida de sección de la barra. Esta predicción es todavía muy inexacta, pero al menos mucho más aproximada que la que se puede realizar con una simple observación visual .

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La traducción de estas medidas de velocidad de corrosión en pérdida de capacidad portante del elemento estructural es todavía arriesgada, aunque más vale hacer esta extrapolación en base a los datos cuantitativos de Icorr complementados con las observaciones de:

- detalle de armado
- geometría del elemento
- estado tensional de los aceros
- presencia de defectos como grietas, fisuras, manchas, etc
- resistencia mecánica residual del hormigón y grado de transformación del aluminoso

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De forma esquemática se puede resumir el camino a seguir en una inspección de las armaduras:

1) Identificar si hay lesiones visibles y romper el recubrimiento en alguna pequeña zona para acceder a ver la armadura directamente:

¿ Hay óxido visible?

NO

Hay que ampliar los lugares de muestreo para comprobar que no hay óxido en más de un sitio y estar seguros de que no es una casualidad.

Si la armadura está limpia y es aluminoso, hay que pensar en volver a hacer una inspección visual al cabo de varios años (5 a 10 en función de la humedad ambiental) .

SI

Hay que graduar la importancia de la corrosión (ver 2).

2) Graduar la importancia de la corrosión

Para ello se pueden usar datos de velocidad de corrosión o hacerlo en función de la cantidad de óxido visible:

Leve - óxido superficial y no hay pérdida de sección

Moderada - óxido más abundante con ligera pérdida de sección

Grave - pérdida de sección notable, óxido abundante, o grietas y fisuras

3) A partir de estos datos se decide la frecuencia de inspección futura o la urgencia de intervención.

Habrá que intervenir inmediatamente (sea reparar, evitar escapes de agua o sustituir el elemento) :

- siempre que la corrosión sea grave;

- cuando la corrosión sea moderada y el elemento es pretensado;

- cuando la corrosión sea moderada, el elemento es armado pero a través de un recálculo su resistencia residual es deficiente .

En los demás casos (corrosión leve o moderada con suficiente resistencia residual) se realizarán medidas correctoras e inspecciones futuras cuya frecuencia no será inferior a un año y dependerá de las circunstancias en las que se encuentre el elemento en la estructura y su geometría.

Se ha de intentar preservar el hormigón siempre lo más seco posible.

Todas estas indicaciones son orientativas y tratan simplemente de ayudar, si bien el técnico que efectúe la inspección ha de tratar de documentarse en esta especialidad con manuales o libros escritos por especialistas y, finalmente, utilizar el sentido común y su buen saber que, sin duda, le llevará a consultar con especialistas en caso de duda.

Para finalizar, en cuanto a reparación de los elementos de cemento aluminoso también es un tema delicado, ya que si el aluminoso está envejecido no parece conveniente ni ponerlo en contacto con aluminoso nuevo ni con cementos en base portland. Tampoco se recomienda acudir a morteros de resina epoxi, que si bien pueden tener una buena apariencia al principio, no hay acuerdo sobre su capacidad de protección hacia la armadura a largo plazo. Por tanto, no queda más que acudir a morteros preparados y comercializados por firmas de solvencia reconocida que cumplan las siguientes condiciones:

a) sean bajos en álcalis;
b) contengan resinas o humo de sílice que puedan disminuir algo su alcalinidad (su neutralización completa dejará desprotegidas las armaduras);
c) que sean bajos en sulfatos ( no están basados en sulfoaluminatos);
d) que tengan retracción compensada y una buena adherencia al hormigón viejo con el fin de no dejar fisuras en las juntas de unión.

Por último, como siempre, evitar el agua, las condensaciones o las humedades elevadas.