Evaluación de microsílice en la reparación de vigas de hormigón armado contaminado con cloruros

Resumen

El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el comportamiento de reparaciones localizadas con morteros aditivados con microsílice y ceniza volante, en estructuras de hormigón armado expuestas a ambientes marinos, tanto desde el punto de vista mecánico como electroquímico, y comparar sus resultados con reparaciones realizadas con ánodos de sacrificio en las mismas. Todas las mezclas preparadas fueron caracterizadas físico-mecánicamente y la evaluación en el tiempo se efectuó mediante ensayos electroquímicos: potencial de corrosión, velocidad de corrosión (resistencia a la polarización) y polarización potenciodinámica cíclica. Inicialmente, se evaluaron mezclas de morteros con diferentes dosificaciones de microsílice y de ceniza volante para seleccionar la mezcla que proporcionara morteros durables, resultando ser la más eficiente, luego de tres años de evaluación, la mezcla con 15 %p/p de microsílice sin ceniza volante. Se construyeron 24 vigas de hormigón armado de dimensiones 120 x 10 x 15 cm, armadas con una barra de acero, de las cuales 16 fueron contaminadas con cloruros y 8 sin contaminar. Las vigas fueron rociadas en su zona central con solución salina al 3,5 %p/p de NaCl tres veces por semana para localizar y facilitar el proceso corrosivo de la armadura en esta área. Todas ellas fueron expuestas al ambiente, con humedad relativa y temperatura promedio de 77% y 28 oC, respectivamente. Antes de realizar la reparación de las vigas que presentaban fisuras, una parte de ellas se precargó mecánicamente y se les determinó mensualmente el ancho de fisuras, para determinar la relación existente entre ésta y la pérdida de sección de la armadura. En este caso se demostró que la aparición de una fisura en el hormigón se produce con mayor pérdida de material cuando la corrosión de la armadura ocurre de forma natural que cuando la corrosión de ésta se acelera por medio de la aplicación de corrientes anódicas. Luego, ocho de las vigas fisuradas (cuatro precargadas y cuatro sin precargar) fueron reparadas con el mortero seleccionado y se continuó su monitoreo electroquímico. Después de cinco meses de realizada la reparación, las vigas fueron ensayadas mecánicamente hasta la ruptura. Los resultados demuestran que la reparación fue eficiente desde el punto de vista mecánico (aumentando el 20% de la capacidad de carga de las vigas reparadas en relación a las vigas corroídas) pero no por corrosión, ya que se demostró el incremento en la velocidad de corrosión en la zona circundante a la reparada. En relación a la reparación con ánodos de sacrificio localizados de Zn y de Al/Zn/In, éstos fueron ubicados en uno de los extremos superiores de las vigas con dimensiones de 120 x 20 x 30 cm armadas con cuatro barras de 0,952 cm de diámetro, para determinar el alcance de la protección a lo largo de la armadura. Esto se efectuó midiendo periódicamente los potenciales y velocidad de corrosión de la armadura. Los ánodos de sacrificio embebidos en mortero fueron evaluados por medio de impedancia electroquímica y potenciales de corrosión. Luego del periodo de evaluación (3 años) se determinó que estos ánodos no protegen a la armadura ni siquiera en la zona cercana a la reparación.