jueves, 28 de noviembre de 2013

TIPOS DE CORROSION DE ARMADURAS


Todos sabemos que el hierro y el acero se "oxidan"...pero, ¿qué es exactamente la oxidación?.

La oxidación es un proceso de corrosión de un material por la presencia de oxígeno....y ¿qué es la corrosión?.

La corrosión se puede definir como el deterioro, con alteración del material y en muchos casos con destrucción del mismo por reacciones químicas o electro químicas con su entorno. A excepción de los metales nobles, los demás se encuentran en la Naturaleza en forma de compuestos (óxidos, hidróxidos, sulfatos , etc.). Estos compuestos son la fase de mínima energía de los metales.

Efectivamente, cuando los metales se extraen de los óxidos se cargan de energía, con lo que siempre tienden a la posición que tenga la mínima posible, en este caso los compuestos mencionados anteriormente. Es por esto, que los metales puros se suelen corroer.

Esta corrosión de los metales puede ser de varios tipos dependiendo del elemento corroído,  de la distribución de la misma y la posible existencia de tracción importantes. Repasando la bibliografía, hay muchísimas clasificaciones dependiendo de los autores y del nombre que hayan querido ponerle a las mismas.

Pero, ¿Por qué es importante conocer el tipo de corrosión? 

 


Es importante, sobre todo para saber las causas que han producido esa corrosión. No es lo mismo que se produzca por contacto directo entre metales, que por presencia de iones despasivantes, que por tensiones excesivas. Los técnicos debemos tener en cuenta este hecho para poder dar un tratamiento óptimo a esa patología, ya que aunque los tratamientos puedan ser en cierto modo parecidos, si no se corta el proceso de oxidación, el problema sigue estando ahí.

 
Como he dicho anteriormente, corrosión hay muchas dependiendo del tipo de material y de las causas, amén del autor que haga la clasificación. Del compendio de bibliografía sobre este asunto, se puede sacar esta clasificación:


Corrosion Generalizada en Viga. Foto Propia

Corrosión generalizada. También llamada uniforme, es cuando el ataque afecta a una gran superficie del material. Se da una pérdida de material equivalente en toda la superficie del metal corroído. La corrosión seca (sin presencia de agua) también es de este tipo. El ataque por carbonatación del hormigón suele llevar a este tipo de corrosión a la armadura (con presencia de oxígeno).

 



Corrosión galvánica. Debido a la presencia de dos metales que están en contacto eléctrico y en presencia de un electrolito, o el mismo material metálico con dos comportamientos distintos. Uno de ellos actuaría como cátodo (el más noble) y el otro actuaría como ánodo (el menos noble). Un ejemplo de este tipo de corrosión es la protección galvánica del acero (presencia de zinc que es menos noble que el acero) o la protección de pinturas metálicas.




Corrosion por picaduras. Foto Propia

Corrosión por picaduras, cuando el ataque es bastante localizado y se produce en una zona concreta, con la aparición de un punto que hace de ánodo y que al ser de dimensión mucho menor que el cátodo que sería toda la superficie, la velocidad de propagación de la corrosión es mayor que en la generalizada. Así mismo el ataque es profundo y se suelen formar cavidades. Un ejemplo de esta corrosión es el de ataque por ión cloruro en la zona próxima al mar.


   
   

corrosión por rendija
 Corrosión en rendija, se produce por la diferencia de concentración de oxígeno, debido a la aparición de alguna zona con concentración baja del mismo por ejemplo una rendija la zona de difícil acceso. Esta situación genera una diferencia de potencial entre la superficie y la ranura que ocasiona un aumento de la concentración de sal y ácido, con la consiguiente disminución del pH. Como vemos en la fotografía, esta corrosión es muy típica de tornillos y sistemas de sujeción embebidos en el hormigón, en donde hay zonas a las que el oxígeno le es muy difícil pasar.



 
Corrosión bajo tensión, cuando además del proceso corrosivo, existe una tensión mecánica elevada, con lo que una zona de la armadura tiene más trabajo que las demás, produciendo una diferencia de potencial. 

Corrosión-fatiga, es una derivación de la anterior, cuando coexisten la corrosión con una carga cíclica.

Otras formas de corrosión que nos da la bibliografía son: Corrosión intergranular, por cavitación, por fragilización por hidrógeno, erosión, agrietado, exfoliación, etc.



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martes, 5 de noviembre de 2013

PASIVACION DE LAS ARMADURAS

En la entrada anterior he comentado a grosso modo el concepto de la despasivación de la armadura como una pérdida de protección de las mismas frente a la corrosión.

Pero, ¿qué es en realidad el concepto de pasivación de las armaduras?.

En condiciones normales, el acero embebido en el hormigón tiene una doble protección. Por una parte está la protección física que corresponde al espesor del recubrimiento y que impide la entrada de agentes agresivos, y una protección química debido a que el hormigón tiene un pH entre 12-13 que lo hace básico.
Este estado definido como pasividad de las armaduras supone la formación de una capa de óxido continua sobre la superficie de las mismas que impide que el hierro contenido en la barra de acero se pueda seguir corroyendo, deteniendo el proceso de corrosión. Esta capa de óxido es de espesor muy pequeño, del orden de 100.000 Amstrong.

El proceso de formación de esta capa pasiva no está suficientemente esclarecido. Algunos autores (véase Kurtis et al, Metha, etc...) disponen que la capa pasivante es una combinación de Fe2O3 y Fe3O4, entremezclados con hidróxidos en diferentes estados de oxidación.

La principal característica de esta capa es que reduce la difusión del oxígeno e inhibe la disuloción anódica del acero, protegiéndolo contra la corrosión. Como dato a añadir para corroborar la protección es que la velocidad de corrosión (icorr) del acero en esta capa es del orden de 0,1 micras/año, prácticamente despreciable.

En el desarrollo de la corrosión de las armaduras de acero embebidas dentro del hormigón, el proceso anódico (en el ánodo, que es la zona de la armadura donde se produce la corrosión) no se puede producir hasta que la capa de óxido que le sirve de protección no se elimine. De ahí la importancia de que la armadura este en fase pasiva.


Pero, ¿por qué es importante que el hormigón tenga un pH básico?.




Esta pregunta nos introduce al concepto de Diagrama de Pourbaix.

El Diagrama de Pourbaix es un diagrama de equilibrio Incremento de potencial/ pH del medio, en el que el eje de las abcisas representa los valores de pH de una solución y el eje de coordenadas la diferencia de potencial de una pila. Determina la reacción espontánea según las condiciones ambientales, estableciendo la composición de los productos de corrosión a un potencial y a un pH determinado. Hay un diagrama de Pourbaix para cada material y siempre a temperatura constante.

La figura representa el diagrama de Pourbaix para el acero. En ella se pueden ver 4 zonas diferenciadas:
- Zona de Corrosion
- Zona de pasividad del acero
- Zona de inmunidad
- Zona de corrosión alcalina

Para el acero, el diagrama nos permite saber dependiendo de las condiciones de pH del hormigón y la diferencia de potencial entre la zona anódica y catódica de la armadura, si éste se encuentra todavía en zona de pasividad o se está corroyendo.


Por la información que nos dá este diagrama de Pourbaix, para que el acero embebido en el hormigón se corroa, debe de estar en un pH bajo menor de 10 para que se produzca la corrosión, de ahí que sea de vital importancia el estado básico del hormigón.
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