Carbonatación del hormigón – Qué es y cuáles son las causas de su aparición

Si alguna vez te has encontrado con edificios antiguos o estructuras descuidadas que no han tenido mantenimiento por años, habrás notado algunos daños en estos. Por lo  general, en estas estructuras se observan grietas y fisuras en el concreto, así como el desprendimiento de este. Esto se debe al proceso de carbonatación del hormigón; que te explicamos a continuación.

¿Qué es la carbonatación del hormigón o del concreto?

Es un proceso natural que ocurre en estructuras de hormigón o concreto por una reacción química del ecosistema. Sus efectos pueden considerarse una patología, por lo que provoca  daños y reduce la durabilidad y resistencia de una estructura. De allí que necesite un plan de ingeniería de recuperación para evitar daños mayores.

El hormigón o concreto contiene en su naturaleza porosa hidróxido de calcio, sodio y potasio, combinados en el cemento. Esto le permite tener el pH necesario para establecer una protección adecuada para el acero que refuerza la estructura.

La reacción química que da paso a la carbonatación, comienza cuando el dióxido de carbono de la atmósfera se filtra por los poros de la estructura de concreto y en conjunto con la humedad del ambiente causan la carbonatación de los hidróxidos. En consecuencia el pH del hormigón sufre una caída, y comienza a perder el efecto protector de la oxidación del refuerzo del concreto.

En otras palabras, cuando hay una caída del pH del concreto, hay una baja alcalinidad que no permite que haya un equilibrio en los ácidos y en consecuencia una menor resistencia a los ácidos que atacan al refuerzo del hormigón. Entonces, surge un proceso de corrosión en los elementos hechos de acero que ejercerá una presión interna, aumentará el volumen de la superficie y desprenderá el concreto.

Una vez que el concreto presenta grietas, fracturas o desprendimientos, se le facilita la entrada al dióxido de carbono; en tanto que, el proceso de carbonatación se intensifica. Sabiendo esto, será necesaria una pronta actuación ante la patología del hormigón.

¿Qué causa la carbonatación?

Una estructura de hormigón sin refuerzo de acero no tiene graves afecciones con respecto a la carbonatación. Pero un hormigón reforzado de acero puede verse afectado por varios elementos naturales si no se hacen los procedimientos de curado correctos. Algunos de los agentes que afectan la carbonatación son:

El uso de hormigones de baja calidad

Si no hay una creación de hormigón con las medidas del compuesto correcto, habrá una gran porosidad en la mezcla de este. Una alta porosidad le da una mejor cabida al dióxido de carbono, y el proceso de carbonatación se cumplirá en un menor tiempo, causando daños prontamente. Agregando que, una alta porosidad también da facilidad de entrada a la humedad.

La humedad contenida en el concreto

Para que se dé la carbonatación en el concreto debe existir entre 50 a 55 %de humedad dentro de este. Si existe una humedad baja es poco probable que haya una disminución considerable del hidróxido de calcio y por ende no habrá afecciones significativas en el tiempo.

Por el contrario, si hay humedad por encima del 75 %, se disuelve libremente el hidróxido de calcio, pero se obstruyen los poros con suficiente agua como para bloquear el dióxido de carbono.

Poco recubrimiento del refuerzo de acero

Un escaso recubrimiento puede hacer que la reacción de la carbonatación se agilice y llegue más rápido a oxidar la estructura de refuerzo del concreto. Por ello es conveniente utilizar un mortero nivelador para un mejor recubrimiento y evitar defectos que contribuyan a la corrosión.

Presencia del cloruro

Es esencial observar la cantidad de cloruro presente en el concreto, pues un nivel elevado de este en función al pH del concreto puede llevar al proceso de corrosión del acero de refuerzo.

Cómo prevenir la carbonatación del hormigón o concreto

Existen formas de mejorar el recubrimiento del acero de refuerzo. Para esto se utilizan agregados inhibidores de corrosión en la mezcla de concreto. Por otro lado, pueden usarse pinturas que reduzcan la carbonatación. Estas ayudan a que no disminuya la alcalinidad del concreto.

En muchos casos es factible realizar tratamientos de impermeabilización del concreto, para evitar que la humedad haga daños al reducir el hidróxido del calcio. Aun tomando todas las medidas de prevención, es indispensable contar con un plan de mantenimiento frecuente y constante para disminuir los riesgos de carbonatación y daños en la estructura.

Identificación de la carbonatación y tratamiento

Es posible que en el tiempo haya comenzado el proceso de carbonatación. El descubrimiento  temprano del proceso de carbonatación ayudará a tratar y solucionar el problema de manera rápida y efectiva. Una vez detectado el problema habrá que tomar las medidas de corrección para aquietar el proceso.

La investigación debe ser minuciosa para definir las formas de proceder ante el problema. Sin embargo, el procedimiento más fácil para detectar que se ha iniciado el proceso de carbonatación es extraer un pedazo del concreto, preferiblemente en un borde de la parte sospechosa.

A este extracto se le limpia removiendo todo polvo que contenga y luego se hace un breve análisis colocando una sustancia llamada fenolftaleína sobre este. El área carbonatada no cambia de color cuando se coloca la sustancia, lo que nos indica que está siendo afectado el pH del concreto. Por el contrario si el extracto de concreto se torna de color rosado brillante, nos muestra que hay un pH mayor a 9. Con esta prueba se notará la profundidad de la carbonatación.

Es bueno que esta investigación se complemente con estudios de resistencia del hormigón, una apreciación de la profundidad del recubrimiento, descubrir el nivel de cloruro y la permeabilidad.

Dependiendo del grado de afección de la carbonatación se tomará la decisión de un tratamiento apropiado. Si la carbonatación es superficial y no ha llegado al refuerzo de acero es apropiado realizar un procedimiento anticarbonatación que se colocara luego de la reposición del material de la zona.

Si la carbonatación alcanzó el refuerzo de acero, habrá que eliminar toda la corrosión y aplicar una pintura anticorrosiva. Luego aplicar un puente adherente a base de cemento y reparar la estructura.

En caso de desprendimiento o una afección mayor de la estructura se procederá de forma distinta. Existen dos opciones: reforzar la estructura de alguna manera o demoler si hay peligro de colapso en la estructura.

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