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IntroducciónDesde hace casi 200 años (1824), se ha utilizado el cemento portland como principal material de construcción a nivel mundial, atribuyéndole características favorables de resistencia. Sin embargo, este material puede presentar ciertas limitaciones debido a su constante exposición a diferentes condiciones ambientales, ocasionando un deterior de sus propiedades mecánicas que dan origen a fallas estructurales. Una de las principales causas del deterioro del concreto se debe a la corrosión de la varilla de refuerzo. Esta corrosión se debe a la difusión de cloruros o bióxido de carbono, los cuales provoca un cambio en el pH del concreto. La variación del pH facilita el rompimiento de la capa pasiva que protege al acero y lo hace susceptible a corroerse, como consecuencia, se presenta grietas en el concreto debido a que los productos de corrosión de acero ocupan mayor volumen. Para los estudios de corrosión en concretos, muchas veces, se utilizan probetas de concreto reforzado contaminados con cloruros, no obstante que ese tipo de probetas tratan de simular las cantidades reales, tienen la desventaja que el proceso difusivo del cloruro en el concreto es lento y ocupa mucho tiempo. Una alternativa relativamente más económica, y con menos tiempo en la experimentación, es simular el concreto mediante soluciones liquidas con un pH que represente la alcalinidad del concreto, las cuales se denomina soluciones poro. No existe una sola solución poro establecida, y desde hace décadas, cada investigador utiliza una solución dependiendo de los alcances del estudio. ObjetivosConocer el efecto del tiempo en la variación del pH en las soluciones poro seleccionadas para la experimentación. Determinar con base a los resultados experimentales, la solución poro con el pH más estable para realizar ensayos de corrosión acelerada en varillas de refuerzo. Método experimental
Se han recopilado las diferentes soluciones poro propuestas en la literatura científica, enlistándolas de menor a mayor pH, ver Tabla1. El pH es un parámetro importante porque indica el nivel de alcalinidad que puede tener el concreto. Por lo general, la solución poro simulada se representa por las siglas en inglés, SPS (Simulate Pore Solution).
Tabla 1. Soluciones poro propuestas por varios investigadores.
Para la selección de la solución poro y monitorear el pH en función del tiempo, se hizo de acuerdo a los siguientes criterios:
- Las soluciones del 1 al 3 se descartaron debido a que el pH del concreto es más alto. - La solución poro SPS 4 se ha descartado por la variabilidad en la cantidad del exceso de Ca(OH)2 para la saturación. - La solución poro SPS 5 se ha seleccionado, por ser una de las más utilizada en la literatura científica - La solución poro SPS 6 se descartó por las limitaciones de reactivos con las que cuenta el laboratorio. - Las soluciones 7 al 9 fueron seleccionadas, ya que se contaba con los reactivos. Además, que estas soluciones presentan un pH similar al concreto. - La solución poro SPS 10 se descartó porque presenta el pH más alto.
En resumen, se seleccionaron 4 soluciones poro. Estas soluciones se colocaron en vasos precipitados clasificados como condición A, que significa que en las soluciones poro se mide el pH antes y después de ser agitada; condición B, para soluciones poro sin agitar. Se midió el pH en 7 ocasiones, cada 15 días, en un periodo de dos meses. Entre las mediciones de pH los vasos precipitados se taparon con papel aluminio para evitar cualquier contaminación.
Resultados
En la Tabla 2 y 3 se muestran los resultados obtenidos de las mediciones del pH: promedio, desviación estándar (DESVEST) y el porcentaje del coeficiente de variación (% C.V.) por cada una de las soluciones poro utilizadas. En la condición A, las soluciones poro SPS 7 y SP9 presentan los menores coeficientes de variación; siendo la SP7 la que presenta mayor variación (2.22%) con respecto a la SP9 (1.49%). En la condición B, la cual se clasifican sin agitación; la solución poro SP7 tiene menor variación (1.53%) con respecto a la SP9 (1.49%). En resumen, la variación de las soluciones poro, en la condición A, ordenados de menor a mayor son: SP9<SP8<SP7<SP5. De la misma forma, las variaciones en la condición B están dadas por: SP7<SP9<SP8<SP5.
Tabla 2. Mediciones de pH de las diferente soluciones poro.
Tabla 3. Resumen del % C.V. de las mediciones de pH
Figura 1. Mediciones de pH con respecto al tiempo de todas las soluciones en las condiciones A y B.
Figura.2 Mediciones de pH con respecto al tiempo de SPS5.
Figuras 3. Mediciones de pH con respecto al tiempo de SPS 7.
Figura 4. Mediciones de pH con respecto al tiempo de SPS 8.
Figura 5. Mediciones de pH con respecto al tiempo de SPS 9.
Conclusiones
De las 4 soluciones poro estudiadas, la solución poro SPS 9 presenta el menor coeficiente de variación del pH en las condiciones A y la segunda con respecto a la SPS 7 en la condición B. Como se puede observar en las figuras, la solución SPS9 presentó un pH más estable con respecto al tiempo en comparación de las otras soluciones, es por esto que se ha seleccionado dicha solución para realizar los ensayos de corrosión acelerada en varillas de refuerzo.
Comentarios Finales
En este estudio se seleccionó como una primera opción la SPS 9 y como segunda opción la SPS 7. En esta fase experimental, se limitó a estudiar el efecto del tiempo en el pH. Por la cual, sería de gran utilidad realizar ensayos de corrosión acelerada con el objeto de conocer el efecto de los productos de corrosión en la variación del pH con respecto al tiempo de prueba. TERÁN Jorge ARROYO Maura MAURICIO M. Teresa |
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