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El ataque de los sulfatos al hormigón es un mecanismo de descomposición química en el que los iones de sulfato atacan los componentes de la pasta de cemento. Los compuestos responsables del ataque de los sulfatos en el concreto son sales que contienen sulfatos solubles en agua, como los sulfatos alcalinotérreos (calcio, magnesio) y alcalinos (sodio, potasio) que pueden reaccionar químicamente con los componentes del concreto.
Tabla de contenido
Formas de ataque de los sulfatos al hormigón
El ataque de los sulfatos al hormigón puede manifestarse de diferentes formas dependiendo de:
- Forma química del sulfato
- El entorno atmosférico al que se expone el hormigón.
¿Qué sucede cuando el sulfato entra en el concreto?
Cuando los sulfatos entran en el hormigón:
- Se une con el CSH o pasta de concreto y comienza a descomponer la pasta que mantiene unido el concreto. etringita.
- Estos nuevos cristales ocupan espacio vacío y, a medida que continúan formándose, agrietan la pasta y dañan aún más el concreto.
Fuentes de sulfato en el hormigón.
A continuación se muestran las fuentes de sulfato responsables del ataque de sulfato.
1. Fuentes internas
Es más raro, pero proviene de materiales de fabricación de concreto como cemento hidráulico, cenizas volantes, agregados y aditivos.
- El cemento Portland puede estar persulfatado.
- Presencia de yeso natural en el árido.
- La mezcla también puede contener pequeñas cantidades de sulfatos.
2. Fuentes externas
Las fuentes externas de sulfato son más comunes, generalmente como resultado de suelos y aguas subterráneas con alto contenido de sulfato, o pueden ser el resultado de la contaminación del aire o del agua industrial.
- El suelo puede contener exceso de yeso y otros sulfatos.
- Los cimientos de hormigón, los muros de contención y otras estructuras subterráneas transportan agua subterránea.
- aguas residuales industriales.
Respuesta al ataque de sulfatos en el hormigón
Naturaleza de la reacción: Reacciones químicas y físicas El proceso de ataque de los sulfatos reduce la durabilidad del concreto al cambiar las propiedades químicas de las pastas de cemento y las propiedades mecánicas del concreto.
1. Proceso químico de ataque de sulfato
Ion sulfato + aluminato de calcio hidratado y/o componente de hidróxido de calcio de la pasta de cemento endurecida + agua = etringita (sulfoaluminato de calcio hidratado)
C3A.Cs.H18 + 2CH +2s+12H = C3A.3Cs.H32
C3A.CH.H18 + 2CH +3s + 11H = C3A.3Cs.H32
Ion sulfato + aluminato de calcio hidratado y/o componente de hidróxido de calcio de la pasta de cemento endurecida + agua = yeso (sulfato de calcio hidratado)
Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O = CaSO4・2H2O+2NaOH
MgSO4 + Ca(OH)2 + 2H2O = CaSO4 · 2H2O + Mg(OH)2
Dos formas de reacción química ocurren dependiendo de:
- Concentración y fuente de iones de sulfato.diagnosticar
- Composición de la pasta de cemento en el hormigón.
2. Proceso físico de ataque de sulfato
- Los complejos procesos físico-químicos del ‘ataque de sulfato’ son interdependientes, al igual que el daño resultante.
- Ataque físico de sulfato, a menudo evidenciado por floración (presencia de sulfato de sodio Na2SO4 y/o Na2SO4.10H2O) en superficies de concreto expuestas.
- Esto no es solo un problema cosmético, sino una indicación visual de posibles problemas químicos y microestructurales dentro de la matriz de concreto.
Tanto los fenómenos químicos como físicos observados como ataque de sulfatos y su separación son inapropiados.
Diagnóstico del ataque de sulfato en el concreto
- Delaminación del hormigón por ataque de sulfatos.
Examen microscópico del ataque de sulfato
Prevención del ataque de sulfatos en el hormigón.
Para prevenir el ataque de sulfato en el concreto, debe comprender los factores que afectan el ataque de sulfato.
Los principales factores que influyen en el ataque de los sulfatos son:
1. Tipo y contenido de cemento
Las fases minerales más importantes en el cemento que afectan la intensidad del ataque de los sulfatos son C3A, relación C3S/C2S y C4AF.
2. Adición de cenizas volantes
La adición de aditivos puzolánicos como las cenizas volantes reduce el contenido de C3A del cemento.
3. Tipo y concentración de sulfato
El ataque de sulfato tiende a aumentar a medida que aumenta la concentración de la solución de sulfato hasta cierto nivel.
4. ion cloruro
Otros factores:
- Nivel freático y su variación estacional
- Flujo de agua subterránea y porosidad del suelo
- Formulario de construcción
- calidad del concreto
Control del ataque de sulfatos en el hormigón
Las siguientes medidas pueden ayudar a controlar los ataques de sulfato. “”: 1. calidad del concretoen concreto la baja permeabilidad es la mejor protección contra el ataque de los sulfatos.
Figura: Efecto de la relación agua-cemento sobre el ataque de sulfatos
2. Uso de cemento resistente a los sulfatos Proporciona seguridad adicional contra el ataque de sulfato
exposición | Concentración de sulfatos solubles en agua en porcentaje de suelo | Concentración de sulfatos solubles en agua en agua, ppm |
Leve | <0.1 | <150 |
moderado | 0,1 a 0,2 | 150 a 1500 |
horrible | 0,2 a 2 | 1500 a 10000 |
muy serio | >2 | >10000 |