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El ataque de cloruro a las estructuras de concreto es uno de los fenómenos más importantes a considerar cuando se trata de la durabilidad del concreto. Entre todas las causas de falla de estructuras de concreto, el ataque de cloruro representa una contribución del 40%. El principal efecto del ataque de los cloruros es la corrosión de las armaduras, lo que induce una resistencia estructural significativa.
Causas del ataque de cloruros a las estructuras de hormigón
El ataque de cloruro a las estructuras de concreto puede ocurrir a través del ingreso de cloruro al interior desde el interior del concreto o desde el exterior de la estructura de concreto. Los cloruros están presentes en el concreto durante el proceso de colado por las siguientes razones:
- Uso de agua de mar en el proceso de amasado de hormigón.
- Uso de cloruro de calcio como aditivo para prolongar el tiempo de coagulación
- Uso de agregados clorados sin lavar para mezclar
- Agregado con contenido de cloruro que excede el límite establecido en la especificación
Los cloruros ingresan al interior del concreto desde el ambiente externo por las siguientes razones:
- Exposición del hormigón al agua de mar.
- Usar sal para derretir hielo
- Presencia de cloruros en materiales colocados para almacenamiento
La comparación de ambos medios de cloruro aumenta la probabilidad de acción externa del cloruro. La mayoría de las estructuras en alta mar están sujetas a ataques extremos de cloruro. Esto induce la corrosión de las barras de refuerzo en las estructuras. De hecho, la acción de los cloruros al inducir la corrosión de las barras de refuerzo es más grave que cualquier otra razón. Tiene sentido que los sulfatos ataquen el hormigón mientras que los cloruros ataquen las barras de refuerzo.
Debido a la naturaleza alcalina del hormigón, existe una película protectora de óxido en la superficie de la barra de refuerzo. Esta capa se llama pasividad. Los procesos de carbonatación afectan esta capa protectora de pasivación. Esta capa también puede verse afectada por la presencia de cloruros en agua u oxígeno. La figura 1 muestra el proceso de corrosión de las barras de refuerzo.
Prevención del ataque de cloruros en estructuras de hormigón
Hay varias formas de prevenir los efectos del cloruro en las estructuras de hormigón. Algunos de ellos son:
- Aumente la cobertura sobre la barra de refuerzo. Esta es la forma más fácil de prevenir el ataque de cloruro. Los estudios han demostrado que agregar una pulgada de cubierta duplica la vida útil de una estructura.
- La tasa de degradación de las barras de refuerzo en condiciones extremas de cloruro se puede prevenir recubriendo las barras de refuerzo con epoxi, protección catódica o usando barras de refuerzo revestidas de acero inoxidable.
- Otro método importante es reducir la penetración de iones de cloruro en el hormigón reduciendo su permeabilidad. Esto reduce la durabilidad y reduce el tiempo y el costo de reparaciones costosas.
Limitación del contenido de cloruro en estructuras de hormigón.
El límite de contenido de cloruro es la cantidad de cloruro que debe estar presente en el concreto junto con el oxígeno y la humedad para promover la corrosión. La Tabla 1 a continuación muestra los límites del código ACI 318-95 para cloruros solubles en agua. Estos son los límites que se deben cumplir al diseñar la relación de mezcla.
Tabla.1: Restricciones para iones de cloruro solubles en agua en ACI 318-95
Tipo de membresía | ion de cloruro soluble en agua máximo (Cl–) contenido en hormigón, porcentaje en peso de cemento | Porcentaje de Umbral de Corrosión por Cloruro Soluble en Agua (0,15% por peso de cemento) |
hormigón pretensado | 0.06 | 40 |
Hormigón armado expuesto a cloruros durante su uso | 0.15 | 100 |
Hormigón armado protegido de la sequedad o la humedad durante su uso | 1 | 666 |
Otras estructuras de hormigón armado | 0.30 | 200 |
Tabla.2: Contenido Máximo de Cloruros en el Concreto en Porcentaje en Peso de Cemento Según Comisión ACI 222
Categoría | Soluble en ácido (ASTM C 1152) | Agua soluble
(ASTM C1218) | Agua soluble
(ACI 222.1) |
Pretensado (pretensado o postensado) | 0,08 (40%) | 0.06 (40%) | 0.06 (40%) |
condiciones de agua no pretensada | 0.10 (50%) | 0,08 (53%) | 0,08 (53%) |
seco, sin comprimir | 0.20 (100%) | 0.15 (100%) | 0.15 (100%) |
La cantidad de cloruro necesaria para iniciar la corrosión depende en parte del valor de pH del agua intersticial del hormigón. A valores de pH por debajo de 11,5, la corrosión puede ocurrir incluso en ausencia de cloruros. A valores de pH superiores a 11,5 se requiere suficiente cloruro.