Un proceso conocido como pasivación permite al concreto resguardar el acero de refuerzo mediante una película protectora de óxido sobre el acero debido al ambiente alcalino. Los iones de cloruro provenientes de las sales descongelantes, el rocío y el agua de mar, la niebla marina, los aditivos y el agua de mezclado pueden destruir la película protectora, y es entonces cuando comienza la corrosión. Los cloruros pueden infiltrarse a través del concreto sano, es decir, no son necesarias las grietas para que aquéllos entren en el concreto.¹ Se informa que el nivel umbral del cloruro que inicia la corrosión es tan pequeño como 0.15 por ciento de cloruros solubles en agua, y 0.20 por ciento de cloruros solubles en ácidos, por peso de cemento² (0.6 a 0.9 kg/m³). Otra variable importante es la velocidad con que los cloruros alcanzan el acero. Esta velocidad de penetración de los cloruros depende de la permeabilidad del concreto y de la disponibilidad de humedad para transportar los cloruros dentro del mismo. Cuando se acumulan suficientes cloruros en el acero de refuerzo para penetrar y destruir la película protectora de óxido, ocurre la corrosión (oxidación) porque hay suficiente presencia de oxígeno.

Cuando los cloruros, el oxígeno y la humedad causan la corrosión del metal ahogado, el producto del óxido (herrumbre) es mayor en volumen que el acero, y crea fuerzas expansivas que pueden exceder la resistencia a tensión del concreto; ocurren entonces grietas, astillamientos, oxidación y delaminación del recubrimiento de concreto. La pérdida de adherencia entre el concreto y el acero de refuerzo y la pérdida de sección transversal del acero son problemas estructurales muy serios, y pueden dar como resultado un colapso.

Más de 69 por ciento de los 577 mil puentes en las carreteras de Estados Unidos tienen tableros de concreto. La mayor parte de los tableros de los puentes de más de 25 años han sido repuestos o necesitan rehabilitación.² La corrosión de los elementos de estas estructuras que soportan cargas se ha convertido en un serio problema. Debe incorporarse la protección contra corrosión en el diseño de nuevas estructuras y en la rehabilitación de las existentes. Defensas importantes contra la corrosión son: concreto de baja permeabilidad (para reducir el ingreso de cloruros), sistema de vacíos de aire uniforme, baja relación agua/cemento, concreto de alta calidad, recubrimiento suficiente, colocación apropiada, curado adecuado y drenaje apropiado.

Aquí se presentan los resultados de un aditivo de concreto que reduce la corrosión del acero de refuerzo en el concreto. Este aditivo es un complejo silicato inorgánico de tierra alcalina a base de agua libre de cloruros, que reacciona químicamente con el cemento portland para densificar la matriz del concreto de cemento portland. Reduce el ingreso de cloruros provenientes de los químicos descongelantes y del ambiente marino, tal como se determina por los métodos de prueba AASHTO T 259 y T 260. La adición de este aditivo eleva la trabajabilidad y reduce la permeabilidad, tal como lo demuestran las pruebas hechas de acuerdo con CRD C 48 del Cuerpo de Ingenieros y el Programa Estratégico de Investigación de Carreteras SHRP S 329 V. 7.³ Este aditivo se ha usado en combinación con otros aditivos, ceniza volante, humo de sílice, escoria de alto horno granulada molida, cemento tipo K y agentes inclusores de aire.
 

Comportamiento del material

Durante la hidratación del cemento con este aditivo, tienen lugar cambios químicos y físicos para modificar la matriz. En el concreto, se forma una estructura de poros en la pasta de cemento. En el concreto que contiene este aditivo, se desarrolla una estructura de microporos. Este sistema de microporos es único en el sentido de que los poros son más pequeños y más uniformemente espaciados. El exceso de hidróxido de calcio (libre de cal) y de hidróxido de aluminio de calcio en el cemento portland se convierten en silicato tricálcico y silicato de aluminio tricálcico. Estos compuestos se precipitan en la estructura de poros y el sistema capilar como microcristales muy finos. Como resultado, se reducen la penetración de iones de cloruro y la permeabilidad del agua, ayudando de este modo a preservar el positivo ambiente protector del concreto para el acero de refuerzo.

El aditivo, al igual que los componentes del cemento portland, entra en la reacción de hidratación del cemento. Las propiedades del aditivo aceleran el proceso de hidratación, dejando menos exceso de agua para ser expelido a través de los canales capilares durante el secado (agua de sangrado). La contracción normal del concreto es resultado del uso de agua de mezclado para proveer trabajabilidad. Aproximadamente la mitad del agua en el concreto se provee para la trabajabilidad, y excede la que se necesita para la hidratación del cemento. La evaporación del exceso de agua después de la colocación origina capilares en el concreto. Los capilares y los vacíos de aire, junto con las microgrietas, se juntan para formar grietas por contracción en la masa endurecida. Al reducirse la formación de capilares, grandes vacíos de aire y grietas por contracción, se reducen la permeabilidad y la corrosión del acero de refuerzo.

Las pruebas demuestran que el concreto con este aditivo tiene una resistencia excepcional a la permeabilidad y a la penetración de iones de cloruro. Estas pruebas incluyen mezclas con relaciones de a / c de 0.40 a 0.50, aunque este aditivo se ha utilizado en mezclas superplastificadas con una relación a / c tan baja como es 0.31 y en mezclas con una relación a / c tan alta como 0.59. La gama de factores de cemento en las pruebas va de 312 a 446 kg/m³.
 

Pruebas y resultados

Desde 1973, se han realizado varias pruebas y programas de pruebas con el objeto de verificar la capacidad de este aditivo para impartir al concreto propiedades que proporcionen durabilidad, tal como se describe más adelante.
 

Pruebas de penetración de iones de cloruro

Designaciones AASHTO: T 259 y T 260

Estas pruebas implican encharcamiento a 3 por ciento de una solución de cloruro de sodio, de 12.7 mm (1/2 pulg.) de profundidad por 90 días. Después se toman muestras desde profundidades de 1.6 a 12.7 mm (1/16 a 1/2 pulg.) y 12.7 a 25.4 mm (1/2 a 1 pulg.). Luego se determina la concentración promedio de iones de cloruro en estos dos niveles, y se comparan en losas con y sin el aditivo. Cuando se modificó el concreto con el aditivo, la penetración de iones de cloruro se redujo en 23 por ciento a la profundidad de 1.6 a 12.7 mm (1/16 a 1/2 de pulg.), y en 75 por ciento a la profundidad de 12.7 a 25.4 mm (1/2 a 1 pulg.). Estos resultados son los promedios de tres programas de prueba.
 

Pruebas de permeabilidad

Prueba núm. 1 de permeabilidad al agua: Designación CRD: CRD-C 48 (modificado).

La prueba se realizó para comparar la permeabilidad del concreto modificado con el aditivo con la del concreto de control. Se colaron cilindros de 152 mm de diámetro utilizando una mezcla de 27.6 MPa. La parte superior de los cilindros de concreto fue expuesta a una fuente puntual de agua teñida de azul a una presión de 0.7 MPa durante un período de 72 horas. Después los cilindros fueron probados e inspeccionados, arrojando los resultados que se muestran en el cuadro 1. Cuando se agregó el aditivo al concreto, la profundidad de penetración por el agua teñida se redujo en 84 por ciento y el volumen de penetración se redujo en 98 por ciento.

Prueba núm. 2 de penetrabilidad del agua: Designación CRD: CRD C 48 (modificado).

Esta prueba se realizó para comparar la permeabilidad del concreto que contenía el aditivo con la del concreto de control. Se colaron cilindros de 15.2 cm de diámetro utilizando una mezcla de 31.0 MPa. La parte superior de los cilindros de concreto se expuso a una presión uniforme de 1.4 MPa durante un período de siete días. Se registró la cantidad de agua que penetró los cilindros, y después de finalizar la prueba los cilindros se hendieron y se inspeccionaron; los resultados se muestran en el cuadro 1. La adición del aditivo redujo tanto el volumen de agua en el concreto como la profundidad de penetración del agua en el mismo por un factor mayor de 2.0.

Prueba de penetración de gasolina: Informe de prueba empírica de penetración de gasolina de un concreto de 280 kg / cm².

Esta prueba se realizó para comparar la permeabilidad a la gasolina del concreto de control, con un concreto modificado con el aditivo. Se colaron dos losas de control y dos losas con el aditivo, que contenían 306 kg de cemento portland tipo 1, 816 kg de agregado grueso, 559 kg de agregado fino, y 122 kg de agua. Después de un período de curado de 28 días y un recubrimiento de los lados exteriores de las losas (la parte inferior sin recubrir) con epoxia, las losas se encharcaron con gasolina teñida de rojo, por aproximadamente tres meses. Se sellaron placas de vidrio en la parte superior o en las presas del perímetro para retardar la evaporación de la gasolina. Después de las pruebas, los especímenes de prueba se tomaron longitudinalmente para exponer la penetración del tinte rojo.

Losa A con aditivo: penetración más profunda observada = 12.7 mm.

Losa B con aditivo: Penetración más profunda observada = 19.0 mm.

Losa A de control: Penetración más profunda observada = 54.0 mm.

Losa B de control: Penetración más profunda observada = 63.5 mm.

El informe contiene la siguiente declaración: "La gasolina es altamente volátil y virtualmente no dejará rastros después de la evaporación. Las mediciones de la pérdida de gasolina pueden, por lo tanto, ser sólo una indicación de una penetración de la gasolina en el concreto. La evidencia del colorante rojo en la masa de concreto, sin embargo, muestra un rastro de la penetración de la gasolina. Por lo tanto, la conclusión de que [el aditivo] reduce la penetración en el concreto en más de 50 por ciento en un término de tres meses es exacta."

Pruebas de flujo de aire en la superficie

Se ha desarrollado un dispositivo de flujo de aire en la superficie para medir la permeabilidad del concreto (tal como se describe en SHRP S 329 V.7).³ Se aplica un vacío de aproximadamente 762 mm de mercurio a una superficie de concreto y se mide el flujo de aire resultante. Los flujos de aire más altos indican un concreto más impermeable. Los siguientes dos programas de prueba se realizaron con el fin de comparar el concreto modificado con el aditivo con el concreto de control.
 

Prueba núm. 1 de flujo de aire en la superficie: Losas coladas utilizando materiales del área de Miami, Florida.

El diseño de la mezcla para esta prueba fue de 239 kg de cemento portland tipo II, 60 kg de ceniza volante clase F, 768 kg de agregado grueso, 524 kg de agregado fino, y 128 kg de agua. Se colaron seis losas y se curaron de acuerdo con los procedimientos AASHTO T 259. Las mediciones de prueba de flujo de aire en la superficie para las losas se dan en el cuadro 2. Las losas 1, 2 y 3 contenían el aditivo, y las losas 4, 5 y 6 fueron losas de control. Se tomaron las lecturas del flujo de aire en la superficie en centímetros cúbicos estándar por minuto (SCCM) y las lecturas de vacíos aplicados en milímetros de mercurio (mmHg). En la cuadro 2 se muestra un promedio para cada losa y el promedio total para losas con y sin aditivo. Para el concreto modificado con el aditivo, la velocidad de flujo promedio fue de 1.5 SCCM, aproximadamente 34 por ciento de la velocidad de flujo del concreto de control.
 

Prueba núm.2 de flujo de aire en la superficie: Puentes de carreteras troncales de Pennsylvania

Se informó que el diseño de las mezclas para estos puentes fue de 341 kg de cemento portland tipo I, 62 por ciento de agregado grueso de piedra caliza, 38 por ciento de agregado fino, y 136 kg de agua, teniendo un revenimiento de 7.62 cm con 4 a 7 por ciento de aire incluido. Se tomaron mediciones de pruebas de flujo de aire en la superficie en tres puentes y se tabularon de una manera similar al cuadro 2. El concreto de control en el poste miliar (mojonera) 136.25 tenía una velocidad de flujo de 31.0 SCCM. Para el concreto modificado con el aditivo en el poste miliar 133.40, la velocidad de flujo fue de 7.9 SCCM, aproximadamente 25 por ciento de la velocidad de flujo del concreto simple. Para el concreto modificado con aditivo en el poste miliar 152.05, la velocidad de flujo fue de 5.0 SCCM, aproximadamente 16 por ciento de la velocidad de flujo del concreto simple.

Estas reducciones son impresionantes y soportan los resultados visuales descritos en la historia de los casos de los puentes en las carreteras troncales de Pennsylvania.
 

Prueba de resistencia a congelación-deshielo

Designación AASHTO: T 161, procedimiento A.

Esta prueba se realizó para determinar la resistencia del concreto modificado con el aditivo para ciclos rápidamente repetidos de congelación y deshielo en el agua. Los especímenes se sometieron a 300 ciclos de congelación-deshielo. El factor de durabilidad para el concreto modificado fue de 98.9, lo que representaba el 101.2 por ciento del de control.

Se utilizó la siguiente mezcla para los especímenes:

Cemento: 277 kg

CA: 859 kg

FA: 532 kg

Agua: 130 kg

a / c : 0.47

Revenimiento: 57.2 mm

Aire: 3.4 por ciento

Sangrado: 0.04 por ciento

Resistencia a compresión: 14 días: 23.4 MPa

28 días: 34.6 MPa
 

Expansión a partir de las pruebas de las reacciones álcali-sílice
 

Designación ASTM: C 441

Esta prueba se realizó para determinar el efecto del aditivo en la expansión causada por las reacciones álcali-sílice en el concreto. Los resultados de las pruebas muestran que cuando se utilizó el aditivo en combinación con el cemento con bajo contenido de álcali, hubo una reducción de 47 por ciento en la expansión del mortero a 14 días, y una reducción de 42 por ciento a 28 días. En una mezcla que utilizaba cemento con bajo contenido de álcalis, y 25 por ciento (en peso) de ceniza volante clase C, la adición del aditivo dio como resultado una reducción de 42 por ciento de la expansión del mortero a 14 días, y una reducción de 45 por ciento a 28 días.
 

Prueba de calor de hidratación

Designación ASTM: C 186

Esta prueba se realizó para comparar el calor de hidratación del concreto modificado con el aditivo para controlar el concreto. Se prepararon mezclas similares de concreto con y sin el aditivo, que contenían 256 kg de cemento portland tipo I, 526 kg de agregado fino; y 862 kg de grava con a / c de 0.50. Los resultados de las pruebas indicaron que el calor de hidratación a tres días fue 13 por ciento más bajo para el concreto con la mezcla que contenía el aditivo.
 

Prueba de corrosión del acero ahogado

Prueba de corrosión con macrocelda (SCAT)

Se colaron especímenes de concreto con idénticos diseños de mezcla, los mismos agregados, cemento y agua, bajo condiciones controladas. Los especímenes medían 305 x 305 x 178 mm y estaban reforzadas con dos varillas en la parte superior con un recubrimiento de 2.5 cm, y cuatro varillas en la parte inferior con un recubrimiento igual. Las varillas superiores e inferiores estaban conectadas con un alambre de cobre a través de un resistor de 10 ohms. Tres losas contenían el aditivo inorgánico y tres contenían microsílice. Se aplicó en las losas una solución de NaCi (15 por ciento en peso) en exceso, hasta formar un charco, continuamente durante cuatro días, después de lo cual la solución se quitó con aspiradora, se enjuagaron las losas y se mantuvieron a una temperatura constante de 38 §C durante tres días. Este ciclo de encharcamiento con agua salada y secado por aire a 38 §C se continuó durante 48 semanas. Se registraron corrientes de corrosión y potenciales a media celda, como se muestra en las figuras 2 y 3. Después de completar las pruebas, se determinaron los contenidos de cloruro a varias profundidades, como se muestra en la figura 4.

Durante el período de pruebas de 48 semanas, a ninguna mezcla de concreto se le permitió que excediera el umbral de corrosión establecido. Esto fue soportado por la inspección visual del acero de refuerzo al final de la prueba. No se encontraron productos de corrosión.
 

Comportamiento influido por el diseño y la construcción

Este aditivo se ha utilizado en concreto postensado, premoldeado y colado en obra, así como en concreto lanzado en una variedad de estructuras. El aditivo mejora la mezcla de concreto, pero las grietas que se forman como resultado de decisiones de diseño pueden comprometer la resistencia a la corrosión. Los diseñadores de puentes y de estacionamientos se han dado cuenta de estos problemas, y han publicado unas guías (AASHTO y ACI 362.IR-94). También el fabricante del aditivo proporciona guías de diseño y construcción para estos tipos de estructuras.

Si se permite que el concreto se agriete a niveles de cargas de servicio y bajo las fuerzas de cambio de volumen por la expansión y la contracción, puede perderse algo del beneficio del aditivo. La práctica del diseño debe incluir provisiones para el control del drenaje y el agrietamiento. Durante la construcción, el concreto debe ser apropiadamente colocado, acabado y curado. Las buenas prácticas de diseño y construcción, importantes para todas las estructuras, son igualmente importantes cuando se usa este aditivo, para permitirle tener el rendimiento que se describe.

Se ha reconocido que el tiempo de curado tiene un impacto importante en la resistencia a la permeabilidad y a la corrosión. Los períodos más largos de curado son benéficos. El proceso de curado proporciona una pérdida controlada de humedad a medida que ocurre el proceso de hidratación. La reducción agua de sangrado con el concreto modificado por el aditivo permite un acabado más temprano y aumenta la necesidad de un curado temprano y adecuado. En las especificaciones del ACI 301 y AASHTO se documentan vibración y acabado apropiados, y las cantidades excesivas o inadecuadas de cualquiera de ambos pueden nulificar las ventajas de una mezcla de concreto de calidad. Este aditivo, cuando se emplea con un diseño y una construcción de calidad, proporciona un concreto impermeable al agua, dando como resultado una resistencia incrementada a la corrosión y una durabilidad mejorada.

Historias de casos

Desde principios de los años setenta este aditivo se ha utilizado en más de 50 estructuras de estacionamientos, tanques de agua, albercas, más de 100 sistemas de muros de cimientos por debajo de la rasante en edificios comerciales, carpetas de cimentación, varias plantas de tratamiento de aguas negras, y en más de 250 puentes. Las historias de los siguientes cinco casos demuestran el uso del aditivo y han sido seleccionadas para representar la variedad, la singularidad y los ambientes severos.

Estacionamientos C y D del aeropuerto internacional de Filadelfia (1976)

Los estacionamientos C y D del aeropuerto internacional de Filadelfia contienen aproximadamente 102,000 m² de área. El aditivo se utilizó para impermeabilizar las placas, para proteger contra los cloruros y para asegurar la durabilidad. Después de 20 años de servicio, la capa de desgaste de concreto todavía está en buenas condiciones. En un nuevo garaje de 84,000 m² construido en la expansión de 1990, se usó el aditivo en todas las capas de desgaste de concreto para asegurar el mismo excelente nivel de rendimiento.

El área de Filadelfia experimenta inviernos severos, requiriendo el uso regular de productos químicos descongelantes durante numerosos ciclos de congelación-deshielo. En septiembre de 1991, se examinaron las placas de los garajes C y D del estacionamiento para determinar el grado de deterioro de las capas de desgaste de concreto. El informe final estableció: "En nuestra opinión y experiencia, las placas de concreto modificados [con el aditivo] en este proyecto han probado ser más durables que las placas comparables de concreto no modificado, de la misma edad.

Edificio de las oficinas principales de Humana Inc., Luisville, Kentucky (1983)

Este edifico de oficinas de gran altura tiene un garaje de concreto de dos pisos por debajo de la rasante, que debe resistir hasta 4.9 m de presión hidrostática del cercano río Ohio. Esta estructura está cimentada sobre una losa de presión de concreto (con el aditivo) que mide 65.5 x 51.8 m con un grosor de 1.5 y 0.8 m. Los muros exteriores de concreto con el aditivo son de 0.30 metros.
 

Pabellón noruego. Centro EPCOT, Orlando, Fla. (1987)

El paseo acuático dentro del Pabellón de Noruega consta de botes que se mueven a través de un canal de concreto construido en la rasante y en secciones elevadas. También hay una laguna y un área para almacenar botes. Este aditivo se usó en todo el concreto de las estructuras para retención de agua. Este mismo aditivo se usó también en el concreto de estructuras para la retención de agua en el paseo acuático de Splash Mountain en el Disneylandia de Anaheim, California, y en la carpeta estructural de cimentación del paseo acuático del Splash Mountain en el Mundo de Disney en Orlando, Florida. El uso del concreto con este aditivo en estos dos parques de renombre mundial data de los años setenta.

Barcaza de concreto, Golfo de Honduras. Belice, América Central (1981)

Esta barcaza de concreto tiene una longitud total de 114.3 m, una viga de 17.1 m, un peralte de la cubierta principal de 11.6 m y un tonelaje neto de 4,805 toneladas métricas, y fue construida en 1943. Una inspección del la barcaza en 1981 mostró varias grietas, astillamientos y áreas de vacío aparentemente causados por daño en el contacto con otros navíos durante la transferencia de carga y por corrosión electroquímica. Casi todo el deterioro estaba localizado a 4.6 m por debajo de la línea de la cubierta. Las grietas no se extendieron dentro o a través del armazón. Por medio de las pruebas de martillo se localizaron numerosas áreas de vacíos a ambos lados del casco, las cuales fueron quitadas, exponiendo la capa más exterior de las varillas de refuerzo.

El método de reparación elegido fue reemplazar el concreto removido usando remiendo y material de recubrimiento modificado con el aditivo. Antes de ser aplicados los materiales de reparación, se prepararon las áreas quitando todo el material flojo y sopleteando con arena toda la superficie de la barcaza. Después de completar las reparaciones, la barcaza fue puesta en servicio, ahora como un tanque de almacenamiento en el Golfo de Honduras. El ambiente extremoso de calor y agua salobre hizo de éste un proyecto retador. Dos años más tarde, otra barcaza de tamaño y construcción similares fue reparada en el Lago Charles, La, empleando los mismos materiales y técnicas.

Puentes de carreteras troncales de Pennsylvania (1973-1974)

Ocho puentes de carreteras troncales fueron reemplazados entre Bedford y Somerset, Pa. Se usó el aditivo en el tablero de concreto de uno de los puentes. Estas estructuras se expanden aproximadamente 3.1 m, tienen 24.4 m de ancho, y contienen 20 losas premoldeadas de 1.2 m de ancho. Todos los puentes están localizados dentro de una sección de 8 km con similares condiciones de exposición y tránsito, y reciben una aplicación pesada de sales descongelantes. En 1981, una inspección mostró que los tableros que contenían el aditivo no presentaban ningún deterioro. Todos los otros tableros exhibían deterioro en forma de grietas acompañadas de eflorescencia y astillamiento.

En 1991 se realizó un estudio del comportamiento del concreto en estos puentes. Junto con la inspección visual y el mapeo de las grietas y la delaminación, las pruebas incluyeron ASTM C 114, C 642, C 856, C 876, y AASHTO T 277.

Los hechos presentados en el informe revelan que el puente de 17 años de edad que contenía el aditivo tenía un comportamiento superior y excelente resistencia a la corrosión del acero de refuerzo. El comportamiento del concreto modificado con este aditivo comparado con el concreto de control se muestra en el cuadro 3.
 

El informe establece:

1. No hubo corrosión significativa del acero de refuerzo observado en el concreto (modificado con el aditivo).

2. Las losas que contenían el aditivo exhibían mínima corrosión del refuerzo después de 17 años de exposición a cantidades significativas de agua y de sales descongelantes.

3. Las losas que exhibían trastornos visibles tenían potenciales altos de media-celda, excepto las que contenían el aditivo. Tales losas tenían áreas de altos potenciales, pero no exhibían trastornos.

4. Las losas de los tableros que contenían el aditivo se habían comportado visiblemente mejor que las estructuras de control. Los corazones tomados de las losas verificaron estas observaciones. Se notó menos corrosión en los tableros de concreto (modificados con el aditivo), aun cuando tenían condiciones similares de exposición y eran un año más viejos.
 

Resumen

El concreto que contenía el aditivo exhibía propiedades que se sabe reducen la corrosión del acero de refuerzo; la reducción de la permeabilidad parece ser la más importante de todas. La baja permeabilidad del concreto y el adecuado recubrimiento del acero de refuerzo son consideraciones importantes en una estrategia de protección contra la corrosión, y deben incorporarse en el diseño de estructuras de concreto reforzado que estén expuestas a sales descongelantes, sales marinas y ambientes de congelación y deshielo.

Al reducir la permeabilidad del concreto se reduce la transmisión de iones de cloruro, con lo que se reduce la corrosión del acero ahogado y el deterioro. Los programas de prueba y las observaciones de campo verifican que el aditivo incrementa la impermeabilidad, protege contra los cloruros y mejora la durabilidad del concreto cuando se coloca de acuerdo con ACI, AASHTO, y otros estándares industriales aplicables.

Los tres programas de pruebas de permeabilidad y los tres programas de prueba a la penetración de iones de cloruro aquí descritos muestran que la adición del aditivo para controlar el concreto da como resultado una reducción de 75 por ciento de la concentración del ion cloruro en el refuerzo. El método prototipo de flujo de aire SHRP para probar la permeabilidad muestra una reducción promedio de 75 por ciento en el flujo de aire superficial en el concreto que contiene el aditivo, en comparación con el concreto de control en el laboratorio y en las pruebas de campo.

Se describen historias de casos que se extienden a lo largo de 20 años, demostrando que el aditivo protege exitosamente el acero de refuerzo en ambientes corrosivos y reduce el deterioro del concreto. Este rendimiento se logra en una amplia gama de relaciones agua / cemento y de otros factores del cemento.

Otros beneficios que se derivan del uso del aditivo incluyen durabilidad mejorada a congelación y deshielo, resistencia a la reacción de álcalis-sílice (ASR), y calor de hidratación reducido.

El aditivo es compatible con otros aditivos y no afecta inversamente las propiedades básicas del concreto (AASHTO M 194). Se puede utilizar en estacionamientos, estructuras para la contención de agua, losas para carpetas de cimentación, muros de cimentación, plantas de tratamiento de agua y aguas residuales, pisos, bóvedas de servicio público, túneles, y estructuras de carreteras.

* El aditivo descrito aquí es el Ipanex, fabricado por IPA Systems, Inc. Philadelphia. Pa.
 

Referencias

1. ACI 222R-89. "Corrosion of Metals in Concrete", American Concrete Institute, Detroit, 1989.

2. AASHTO-AGC-ARTBA Joint Committee, Subcommittee on New Highway Materials, Task Force 32 Report, Manual for Corrosion Protection of Concrete Components in Bridges.

3. Strategic Highway Research Program, National Research Council, SHRP - S-329, Condition Evaluation of Concrete Bridges Relative to Reinforcement Corrosion: v. 7 - Method for Field Measurement of Concrete Permeability.

ILUSTRACIONES

Figura 1. Prueba núm. 1 de permeabilidad al agua: Método de prueba (modificado) CRD-C 48, para la permeabilidad al agua del concreto.

Cuadro 1 - Prueba núm. 2 de permeabilidad al agua

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Cilindro Concreto Clase S Concreto clase S con aditivo

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Profundidad Volumen de Profundidad Volumen de

promedio de penetración promedio de penetración

penetración de H2O, cm³ penetración de H2O, cm³

___________________________________________________________________________

Control 1 2.67 (6.8) 152.31

Control 2 2.67 (6.8) 130.43

Con aditivo 1 1.28 (3.2) 81.07

Con aditivo 2 1.16 (2.9) 58.45

Promedio 2.67 (6.8) 141.37 1.22 (3.1) 69.76

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Nota: Profundidad promedio de penetración de concreto clase S / Profundidad promedio de penetración de concreto clase S con aditivo = 2.67 / 1.22 = 2.19

Volumen promedio del flujo de H₂O clase S / Volumen promedio del flujo de H₂O clase S con aditivo = 141.37 / 69.76 = 2.03.

___________________________________________________________________________

Cuadro 2. Prueba núm. 1 de flujo de aire en la superficie*
 

Los materiales usados son del área de Miami, Fla.

Nota: Porcentaje de reducción usando aditivo: 6-15-95: 62 por ciento; promedio de 6-15-95 y 6-26-95: 66 por ciento.
 

Figura 2. Corriente de corrosión

Figura 3. Potenciales de media-celda

Figura 4. Contenidos de cloruro

Cuadro 3. Puentes de carreteras troncales de Pennsylvania

Puente que contiene Promedio de siete

aditivo puentes de control

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Delaminaciones 2 ft² (0.2 m²) 135 ft² (12.5 m²)

Astillamientos Ninguno 20 ft² (1.9 m²)

Agrietamiento 3 ft (0.9 m) 90 ft (27.4 m)

Durabilidad Excelente Pobre

Resistencia a la corrosión del Excelente Pobre acero de refuerzo

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James R. Miller, miembro del ACI, tiene 38 años de experiencia en trabajos de pruebas, ingeniería civil y estructural.

David J. Fielding, miembro del ACI, es un ingeniero en estructuras y profesor de ingeniería civil y arquitectura en la Universidad de Drexel. Es miembro del Comité 362, Estructuras de Estacionamientos.

Este artículo se publicó en Concrete International y se reproduce con la autorización del American Concrete Institute.

Resumen:

Este artículo trata sobre un aditivo que reacciona químicamente con el cemento portland y reduce la corrosión del acero de refuerzo en el concreto al disminuir la permeabilidad y aumentar la resistencia a la penetración de iones de cloruro. Las pruebas realizadas durante 25 años comprueban su capacidad de aumentar la durabilidad del concreto.