Reacción de agregados alcalinos en concreto: tipos, causas y efectos

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La reacción de agregado alcalino (AAR) ocurre cuando los agregados en el concreto reaccionan con hidróxidos alcalinos en el concreto para formar un gel higroscópico. Los geles higroscópicos absorben la humedad en presencia de humedad, causando hinchazón y agrietamiento con el paso de los años. Hay dos formas de esta reacción de agregado alcalino: reacción de sílice alcalina (RAS) y reacción de carbonato alcalino (ACR).

Lo primero es más preocupante porque los agregados que contienen varias formas de materiales de sílice son muy comunes, mientras que lo último es raro porque los carbonatos no son adecuados para usar en el concreto.

Sin embargo, la degradación del concreto debido a cada reacción álcali-árido es similar.Lo que necesitas saber La reacción alcalino-árido nunca ha causado colapso estructuralpero hay casos en los que elementos de hormigón estructural han sido destruidos bajo la influencia de reacciones álcali-árido.

La mayoría de las estructuras severamente agrietadas por AAR están expuestas a la intemperie o en contacto con suelo húmedo. Esto se debe a que la presencia de suficiente humedad es esencial para que se produzca un hinchamiento significativo. Aparte de la humedad, también es esencial un alto contenido de álcali en el hormigón.

Tipos de reacción de agregado alcalino

Reacción álcali-sílice (ASR)

• Las grietas y juntas cerradas en mapas aleatorios y la delaminación del hormigón que las acompaña son indicadores de reacciones álcali-sílice.
• El examen petrológico puede identificar reacciones álcali-sílice.
• Esto ocurre ampliamente porque los agregados que contienen material de sílice reactivo son más comunes.
• La reacción álcali-sílice crea presiones de expansión suficientes para dañar el concreto.
• Las grietas se inician en áreas de suministro frecuente de humedad, como cerca de la línea de flotación de los pilares, cerca del suelo detrás de los muros de contención y pilares y columnas absorbentes.
• Esto se puede controlar mediante el uso de cantidades adecuadas de materiales cementicios complementarios, como humo de sílice, cenizas volantes y escoria de alto horno molida.
• Los compuestos de litio se pueden utilizar para reducir la reacción álcali-sílice.

Reacción de carbonato alcalino (ACR)

• Observado en ciertas rocas dolomíticas.
• Puede causar una hinchazón considerable.
• En comparación con las reacciones álcali-sílice, la ACR es considerablemente más rara porque los agregados susceptibles a este fenómeno son menos comunes.
• El uso de materiales cementantes suplementarios no previene la expansión dañina por ACR.
• Por lo tanto, se recomienda no utilizar áridos susceptibles de ACR en el hormigón.

Condiciones de ocurrencia de AAR

1. Hidratación adecuada,
2. Alto contenido de álcali en el hormigón.

Si el contenido total de álcali es inferior a 3 kg/m3 convertido en óxido de sodio,³en ausencia de minerales reactivos con álcali conocidos, como el ópalo y el vidrio en el hormigón, es poco probable que la AAR propague el daño.

Fuente de álcali en hormigón

1. Cemento

Todos los componentes del hormigón pueden contribuir al contenido total de álcali del hormigón, siendo la principal fuente de álcali el cemento.

2. Cuenta

El feldespato, algunas micas, las rocas vítreas y los agregados que contienen vidrio pueden liberar álcali en el concreto. La arena dragada en el mar, si no se lava adecuadamente, puede contener cloruro de sodio, que puede impartir una alcalinidad significativa al concreto.

3. Mezcla

Adición en el contexto de AAR en concreto significa químicos agregados al concreto durante la etapa de mezclado. Estos incluyen aceleradores, reductores de agua (plastificantes), retardadores, superplastificantes, arrastre de aire, etc. Algunos productos químicos contienen compuestos de sodio y potasio que pueden contribuir al contenido alcalino del hormigón.

4. agua

El agua puede contener una cierta cantidad de álcali.

5. Álcali del exterior del hormigón

Sales descongelantes que contienen compuestos de sodio que pueden aumentar la alcalinidad de las superficies de concreto en climas fríos. Los suelos que contienen álcali también pueden aumentar el contenido de álcali en la superficie del concreto.

Efecto de la reacción álcali-árido

1. Pérdida de resistencia, rigidez e impermeabilidad.
2. Afecta la durabilidad y apariencia del concreto.
3. Falla prematura de estructuras de concreto
4. Como resultado, se reduce la vida útil de las estructuras de hormigón.
5. mayores costos de mantenimiento

Prueba de reactividad de aglutinación

1. Examen petrológico (ASTM C 295, BS 812: Parte 104)
2. Pruebas químicas (ASTM C289)
3. Prueba de barra de mortero acelerada (ASTM C 1260, CSA A23.2 25A, DD 249: 1999)
4. Prueba de prisma de hormigón (ASTM C1293, CSA A23.2 14A, BS 812: Parte 123)
5. Ensayo de prisma de hormigón acelerado

Precauciones contra AAR

1. Utilice cemento de bajo contenido alcalino para limitar el contenido alcalino del hormigón.
2. Uso de materiales sustitutos del cemento como PFA y GGBS en concreto para reducir el contenido de álcali en el concreto
3. Reduce el ingreso de humedad y mantiene el concreto bien seco
4. Evite el uso de agregados reactivos. De lo contrario, se deben tomar las precauciones necesarias para evitar los efectos de la reacción alcalino-árido.
5. Por ejemplo, las sales de litio se utilizan para modificar las propiedades de cualquier gel para que no se hinche.