Estimaciones del ingreso de cloruro en hormigón y de la despasivación localizada de armaduras

Abstract

El período para el inicio de la corrosión de armaduras en hormigón armado en ambiente marino está definido por la resistencia del hormigón de recubrimiento al ingreso de cloruro desde el medio. El transporte de cloruro se produce por la solución de poro actuando como vehículo, ya sea por difusión iónica, permeabilidad, absorción o migra-ción. La velocidad de ingreso se ve afectada por diversos parámetros relacionados con el medio y con el material. Pueden aplicarse diversas metodologías en laboratorio para estimar la velocidad de ingreso de cloruro en el hormigón, aunque no existe claridad acerca de la conveniencia de utilizar una u otra. Asimismo, son muy variados los datos que refieren al contenido umbral de cloruro, que ocasiona la despasivación localizada del acero. En este trabajo de tesis se realizaron estudios para evaluar la velocidad de pene-tración de cloruro en hormigón por diversos métodos de laboratorio, los cuales son cote-jados con perfiles de ingreso de cloruro en atmósfera natural. Se estudiaron variables tec-nológicas como la relación a/mc, tipo de cemento, uso de adiciones minerales como escoria de alto horno y filler calcáreo. También se presenta un análisis de despasivación de arma-duras por cloruro mediante un método acelerado, y los valores de referencia obtenidos. En último lugar, se plantea un modelo de ingreso que incorpora propiedades de transporte del hormigón para predecir la penetración de cloruro en el mismo. Los aportes principales que resultan de este trabajo se centran en la determina-ción de la relación entre resultados de laboratorio y de exposición atmosférica natural marina, y de correlación entre distintos métodos de ensayo de laboratorio. Asimismo, se realizan modelizaciones del ingreso de cloruro relacionadas con la termodinámica del hormigón y sus propiedades higroscópicas. Pudo comprobarse que el desarrollo actual de la industria del hormigón implica la consideración de otros parámetros además de la rela-ción a/mc. Se determinó la baja conveniencia de aplicar el método ASTM C1202 frente a otros métodos por migración, y el potencial del parámetro resistividad para ser aplicado a la durabilidad en ambiente marino. Se presentan valores de contenidos umbrales de clo-ruro para hormigones con Cemento Pórtland Normal, en función de la relación a/mc. Por otra parte, los resultados destacan la relación entre el ingreso de cloruro y el grado de sa-turación del hormigón y su relación con la humedad ambiental. Finalmente se presenta un modelo numérico del ingreso de cloruro en hormigón saturado y no saturado, que es cote-jado con los datos experimentales.

The period for the onset of corrosion of reinforced concrete in marine environment is de-fined by the resistance of cover concrete to chloride ingress from the environment. Chloride transport is caused by pore liquid acting as vehicle, either by ionic diffusion, permeability, absorp-tion or migration. The ingress rate is affected by several parameters related to the environment and the material. Several laboratory methodologies may be applied in order to estimate the rate of chloride ingress in concrete, but there is no clarity about the convenience of one or another. There are also very varied data referred to the chloride threshold content, which causes reinforcement pitting. In this work, studies were conducted to assess the penetration rate of chloride in concrete by various laboratory methods, which are compared to chloride ingress profiles in the marine natu-ral atmosphere. The studied technological variables were w/c ratio, cement type, and the use of mineral admixtures such as blast furnace slag and limestone filler. An analysis of reinforcement depassivation by chloride by an accelerated method, and the obtained reference values, are presented as well. Last, a model which incorporates concrete transport properties to predict chloride ingress into concrete is set. The main contributions are the determination of the relationship between laboratory re-sults and natural marine atmospheric exposure, and correlation between these same laboratory results. Also, chloride ingress was modeled in relation with concrete thermodynamics and its hy-groscopic properties. It could be seen that the current development of the concrete industry needs the consideration of parameters further the w/cm ratio. Low suitability of ASTM C1202 method in comparison with other migration methods and the potentiality of resistivity as durability index in the marine environment were determined. Chloride threshold values for Ordinary Portland Ce-ment concrete are presented, in relation with the w/cm. Moreover, the findings highlight the rela-tionship between chloride ingress and the saturation degree of concrete and its relation to the envi-ronmental humidity. Finally, a numerical model for chloride ingress into saturated and unsaturat-ed concrete is presented and contrasted to the obtained experimental data.