Carbonatación de Hormigón. Origen de oxidación de armados

Os traigo esta semana la primera colaboración del año.  Los compañeros de Alkidia, un estudio de arquitectura técnica de Dos Hermanas, ha querido colaborar en el blog con un artículo hablando sobre un tema que tenía yo en el tintero desde hace tiempo (me han ahorrado faena), se trata de la carbonatación de hormigón.  Ya hemos visto en este blog algunos artículos en los que se mostraban problemas derivados de la carbonatación de hormigón, pero no había tratado detalladamente el problema.

A los compañeros de Alkidia los puedes encontrar en las redes sociales, como en su página de facebook, perfil de twitter o página en google plus, además de en su página web donde puedes conocerlos más a fondo o leer su blog.

Pero como lo importante de una colaboración es el artículo que nos traen, os dejo con él y ya me contaréis qué os parece.

Cuando vamos a estudiar las patologías de un edificio antiguo o falto de conservación, cuya estructura es de hormigón armado, con frecuencia nos encontramos signos de grietas y fisuras en cornisas, en vigas vistas en patios, pilares, etc. Grietas de tal magnitud que en muchos casos apreciamos signos significativos de desprendimiento de material, como es el caso de la cornisa de la siguiente fotografía.

Desprendimientos en cornisa

Desprendimientos en cornisa

La principal causa de este tipo de signos es la carbonatación del hormigón, pero antes que nada conviene aclarar algo que puede inducir a confusión: la carbonatación no es ninguna patología ni ningún daño, ni ninguna lesión de la estructura. La carbonatación es un proceso natural. Y aquí viene la pregunta del millón. Si es un proceso natural, ¿por qué da pie a que aparezcan patologías en el hormigón que pueden derivar en situaciones de tanto riesgo como es el desprendimiento de material? Intentemos explicarlo de una forma clara en este artículo.

Creedme que me encantaría hablar del tema sin tener que mencionar ningún tipo de reacción química ni entrar en términos demasiado técnicos, pero el proceso de la carbonatación no es más que eso: una reacción, por lo que algo tendremos que hablar de ello.

El pH del hormigón (pH = medida de alcalinidad de una disolución) debe encontrarse entre 12’5 y 13’5 para proteger y pasivar correctamente las armaduras de su interior (disponiendo también, evidentemente, un adecuado recubrimiento). Asimismo, debemos saber que el hormigón es un material de naturaleza porosa, en cuya red de poros se encuentran disueltos los hidróxidos de calcio, de sodio y de potasio.

Pues bien, una vez que el dióxido de carbono de la atmósfera logra entrar en el hormigón a través de los poros, e interviene alguna molécula de agua (ya sea de humedad relativa del ambiente o presencia de agua directa) y todos los hidróxidos han sido carbonatados, el pH bajará, y aquí es donde tendremos el problema: las armaduras empezarán a estar desprotegidas, es decir, comienza el proceso de oxidación. Y al oxidarse las armaduras, tenderán a expandirse. Y esto conlleva a romper el hormigón (es decir, fisurarlo o agrietarlo). Y si no detenemos este proceso, el levantamiento y posterior desprendimiento de material es más que probable (hemos de recordar también que para evitar este tipo de problemas no nos basta con que el hormigón tenga un pH alto, sino que también carezca de fisuras u otras vías de entrada de agua, lo cual no sería un problema derivado de la carbonatación pero que sí provocaría corrosión y posterior expansión del armado).

Cuando nos encontremos en situaciones así, antes que nada deberemos cerciorarnos de que se trata realmente de una carbonatación. El procedimiento más común de hacerlo es mediante el test de fenolftaleína, del cual ya se avanzó algo en este post.

Prueba de fenolftaleína para comprobación de carbonatación de hormigón

Prueba de Fenolftaleína

Recordemos. La fenolftaleína no es más que un compuesto químico orgánico indicador del pH existente en un elemento. Este test consiste en rociar el elemento en cuestión con dicho compuesto. Si el pH del elemento objeto de ensayo es superior a 9, la zona rociada toma un color rosado, mientras que si es menor se queda igual que estaba, es decir, nos dice claramente si “aquí hay carbonatación y aquí no”.

Evidentemente, con el solo rociado no será suficiente, ya que tendremos que retirar (o terminar de romper a modo de cata) la pieza agrietada para comprobar el resultado.

Por nuestra experiencia y en nuestra opinión consideramos que este test debemos tenerlo a mano siempre que hagamos una toma de datos sobre patologías ya que, como se explicó en el post de la toma de datos para informes periciales al que nos hemos referido, lo podemos llevar en un pequeño bote y su aplicación no tiene gran complejidad.

Lo primero de todo para poder hacer este test: ¿dónde compro la fenolftaleína? La forma más sencilla es por medio de tiendas online que comercializan y distribuyen este compuesto. Su precio es asequible (unos 4 euros por 50 gramos se puede pagar).

¿Cómo se debe actuar en esta situación? Depende de cómo se encuentre la armadura, que es el sumun de la cuestión. Veamos los casos más comunes que se nos pueden presentar en la siguiente tabla, y los explicamos a continuación.

Casos

Actuación

1. Se detecta carbonatación pero sin llegar a la armadura. Interrumpamos el proceso de carbonatación antes de que afecte a la armadura.
2. La armadura está oxidándose y ha perdido la corruga. Coloquemos un puente de adherencia y terminemos de reparar el elemento estructural afectado.
3. La armadura está oxidándose y ha perdido sección. Dependiendo del grado de pérdida de sección, se deberán tomar unas medidas u otras (desde refuerzo de la estructura hasta la demolición del elemento, en el peor de los casos).

Caso nº 1. El espesor de carbonatación aún no ha alcanzado la armadura.

Si con el test se comprueba que la carbonatación aún no ha llegado a la armadura, no debemos darnos por satisfechos informando, dictaminando o certificando (mal asunto certificar eso) que no existen riesgos de patologías estructurales derivados de la carbonatación. Eso, desde nuestra humilde opinión, es un fallo.

Si tenemos un espesor de carbonatación considerable o algunos elementos del entorno ya están afectados, debemos tener por seguro que si no hacemos nada, la carbonatación seguirá avanzando y, tarde o temprano, sí alcanzará a la armadura. Que no quepa duda.

Debemos interrumpir ese proceso. La mejor forma de interrumpirlo es mediante una aplicación superficial como puede ser una pintura protectora, existiendo algunas especiales anti-carbonatación. Se deberá, pues, reponer la zona afectada o en la que se haya hecho la cata con mortero de reparación estructural y posteriormente aplicar la protección mencionada.

Oxidación de armadura por carbonatación

Oxidación de armadura

Caso nº 2. El espesor de carbonatación SÍ ha alcanzado la armadura.

En este caso, veamos en qué estado se encuentra la misma: ¿ha perdido corruga? ¿Ha perdido sección?

La pérdida de corruga es el inicio del proceso de oxidación de una armadura dado que es lo más superficial del elemento. Con dicha pérdida, lo que recomendamos efectuar un puente de adherencia (normalmente con productos especiales a base de cemento), ya que la función de la corruga esa básicamente: mejorar la adherencia entre el acero y el hormigón. Posteriormente a dicho puente, reparar el elemento afectado con mortero de reparación estructural.

Caso nº 3. El espesor de carbonatación sí ha alcanzado la armadura y ésta ha perdido sección.

El principal problema llega cuando la sección de la armadura sí está afectada. En este caso, dependiendo del grado de pérdida se actuará de una forma u otra, lo cual no cabría en este artículo. Dependiendo de cada caso, se podría desde reforzar la estructura hasta tener que demoler, en el peor de los casos.

Bien cómo veis los compañeros se han currado un buen artículo sobre el tema de la carbonatación, aunque seguro que siempre se queda algo por decir sobre algo tan extenso y que tantos problemas provoca en las estructuras de hormigón.

¿Quieres colaborar completando el artículo? Ahí tienes los comentarios para que puedas aportar tu opinión o experiencia.



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Enrique Alario · Arquitecto Técnico en Valencia · Arquitecto Técnico en Paterna · Máster en Tecnología de la Edificación · Perito Judicial

14 Respuestas a Carbonatación de Hormigón. Origen de oxidación de armados

  1. MARIO 5 octubre, 2017 en 11:16 #

    Soy un VIEJO compañero vuestro: MARIO TECGLEN, (1926). Vuestras afirmaciones y recomendaciones son perfectas y altamente plausibles. Pero os olvidáis de algo importante, sobre todo en el caso de pilares. “MORT EL GOS, MORTA LA RABIA” (Eso lo aprendí en Valencia). Y mi solución consiste en revestir el pilar, todo alrededor, con un pilar metálico que sustituya en su totalidad su labor sustentante. SE ACABÓ EL PILAR EN MAL ESTADO.

    Saludos cordiales.

  2. Raul Escobar 4 abril, 2017 en 16:50 #

    Muy interesante. nos despejas las dudas para nosotros los estudiantes que recién estamos comenzando en este mundo de la construcción.
    un saludos
    EXITOS

    • Enrique Alario Catalá 7 abril, 2017 en 19:11 #

      Gracias, me alegra que te resulte útil. Suerte en tus inicios y te deseo también muchos éxitos

  3. Daniel Pérez Laudo 11 abril, 2014 en 19:44 #

    Felicidades por el artículo, voy a pasárselo a algunos compañeros para que lo lean.
    Quiero hacer un comentario sobre la dificultad de conseguir en obra una solución que sobre el papel parece más sencilla. Pienso especialmente en el caso 2, cuando se debe recuperar la pasividad de la armadura. Una vez saneada, la armadura debe cubrirse con un mortero acorde con la EN 1504-7. Generalmente, se exige aplicar y dejar secar una capa y aplicar una segunda y dejarla secar. Hacer eso en toda la circunferencia de la armadura no es tarea fácil y si el aplicador no está bien motivado corremos el riesgo de que la pasivación no sea completa, no se frene la corrosión (no digo la oxidación, porque he tomado nota del comentario de José Vallejo) y se reproduzca el problema.
    Felicidades, de nuevo. Un saludo!

    • Enrique Alario Catalá 13 abril, 2014 en 9:30 #

      Cierto Daniel, la reparación depende en gran medida del buen hacer del aplicador, pues no todos son conscientes de la importancia de aplicar el pasivador a todo el perímetro. Por eso es importante poner especial cuidado en los profesionales que se contratan y no dejar guiar la decisión únicamente al factor precio.

      Gracias por participar

  4. Luis Rubio 7 febrero, 2014 en 3:45 #

    Buen artículo. Ahora bien se debería sopesar el costo a largo plazo de reparaciones y/o reposiciones de elementos de HA v/s el costo inicial de revestimiento con pintura (anticorrosivo u otro).
    Antiguamente, nos indicaban que podíamos aplicar una lechada de cemento para evitar oxidación, con esto me queda claro que no se podrá.

  5. Humberto Mota 6 febrero, 2014 en 18:07 #

    Hola el artículo es estupendo madre mía que bien hecho esta felicidades a Alkidia y a ti también Enrique.

    Este caso es el que tengo yo en mi casa y después de leer vamos es evidente que lo mio esta peor por las años que han pasado y la antigüedad del edificio y las continuas fugas de agua lo han termino de rematar.

    Saludos.

  6. Jose Vallejo 23 enero, 2014 en 16:45 #

    Magnifico el articulo pero he de hacer una puntualización: lo que llamáis oxidación en realidad debierais llamarlo corrosión, si no recuerdo mal mis clases de química y de materiales.
    La oxidación es un proceso químico en el que interviene exclusivamente un elemento químico y el oxigeno.
    La corrosión es un proceso electroquimico, que nos cuesta bastantes cientos de millones al año, en el cual interviene siempre un medio electrolitico.
    De hecho el hierro expuesto al aire primero se oxida y despues pasa a una fase de auto-corrosión, contrariamente al aluminio en el cual la oxidación le protege del ambiente exterior.

    Durante una época trabaje este tema y creo que una solución a esta degradación natural del hormigón debiera pasar por al menos tres medidas:
    – bajar la relación agua/cemento hasta una cantidad lo mas cercana a la estequiometrica, con superfluidificantes.
    – colocar de modo sistematico separadores y cuidra mas esa parte de la puesta en obra
    – jamas dejar hormigon visto sin una pintura o barniz anticarbonatacion

    ¿Os parecen caras o dificiles de implementar estas 3 medidas?

  7. Eduardo Martinez 21 enero, 2014 en 20:30 #

    Buen artículo y Felicidades por la aportación a ambos Alkidia y Enrique. Por cierto, tengo varias fotos interesantes por si queréis dar un paso más y abordar más a fondo la reparación.

    • Enrique Alario Catalá 21 enero, 2014 en 20:32 #

      Gracias Eduardo. Estaré encantado de compartir las fotos que comentas, si me las pasas las enlazo de alguna manera.

      Por cierto… Todavía te estoy esperando por aquí, jejejeje…. 😉

      Un abrazo

    • José Manuel Sánchez 22 enero, 2014 en 14:21 #

      Para reparación creo que daría para muchos artículos, ya que se habren muchas posibilidades, seria interesante quizás abordar las reparaciones mas comunes dado que estas patologías están muy extendidas y constantemente observo como se diagnostican mal y lo que es peor se reparan después sin mucho criterio.

      • Enrique Alario Catalá 17 febrero, 2014 en 17:45 #

        Cieto Jose Manuel, son reparaciones comunes y en muchas ocasiones pueden repararse de la misma manra, pero ese es precisamente el problema, que por habituales que resultan no se le presta atención que siempre requieren, esdecir, se cae en la rutina al reparar y eso hace que se “despisten” detalles en alguna ocasión.

        Gracias por participar

  8. Agustin 20 enero, 2014 en 13:45 #

    Muy aclarador el articulo, habrá que echar al carrito de la compra la fenolftaleína, creo que hay muchos ensayos que los técnicos podríamos hacer por nosotros mismos sin depender de laboratorios.

    Saludos

  9. Pedro Golvano. 20 enero, 2014 en 13:39 #

    Estupendo artículo, felicidades a Alkidia y a ti también Enrique.

    Un saludo.

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