Adiciones ecológicas para incrementar la vida útil de obras de infraestructura de concreto reforzado

Abstract

The most important problem that currently arises in reinforced concrete structures is the deterioration by environmental phenomena. Some of these agent’s cause damage directly to the concrete, but mainly produce corrosion of the reinforcing steel, which is closely linked to the cracking and detachment of the reinforced concrete, causing a decrease in the strength of the elements by loss of steel area, by cracking of the concrete coating, by loss of adhesion between the metal reinforcement and the concrete mass and thus the decrease in the service life of the Structure. This study used, as an alternative to increase the life of concrete, the addition of alumino-silycean products from waste materials: cane bagasse ash (CC) and kiln ash (CH), as well as the implementation of concrete recycled demolition product, as a thick stone aggregate. Physical and mechanical properties of concrete were evaluated through non-destructive tests such as ultrasonic pulse rate (VPU) and electrical resistivity (Re) providing significant improvements in the case of mixtures with ecological additions. Destructive compression resistance (f’c) tests were performed giving results for high-strength concrete (>30 MPa) at 28 days. The electrochemical behavior of the reinforcement steel embedded in concrete was evaluated, the specimens were immersed in a saline solution (3.5% NaCl) with wetting and drying cycles (simulating coastal conditions). Corrosion Potential (Ecorr) was determined to reach values >-200 mV in dry conditions, from -200 to <-250 mV in superficially dry conditions and <-350 mV submerged. The electrical corrosion density was determined with <0.1 μA/cm2 values in dry conditions, 0.1 to 1 μA/cm2 superficially dry, and a submerged >1 μA/cm2.

El problema más importante que se presenta actualmente en las estructuras de concreto reforzado es el deterioro por fenómenos ambientales. Algunos de estos agentes provocan daños directamente al concreto, pero principalmente producen la corrosión del acero de refuerzo, la cual está estrechamente ligada al agrietamiento y desprendimiento del concreto armado, provocando una disminución de la resistencia de los elementos por pérdida de área de acero, por agrietamientos del recubrimiento de concreto, por pérdida de adherencia entre el refuerzo metálico y la masa de concreto y por ende se presenta la disminución de la vida útil de la estructura. En este estudio se utilizó, como alternativa para incrementar la vida útil del concreto, la adición de productos alumino-silíceos provenientes de materiales de deshecho: ceniza de bagazo de caña (CC) y ceniza de horno (CH), así como la implementación de concreto reciclado producto de demolición, como agregado pétreo grueso. Se evaluaron propiedades físicas y mecánicas del concreto por medio de pruebas no destructivas como: velocidad de pulso ultrasónico (VPU) y resistividad eléctrica (Re) proporcionando mejoras significativas en el caso de las mezclas con adiciones ecológicas. Se realizaron pruebas destructivas de resistencia a la compresión (f’c) dando resultados para concretos de altas resistencias (>30 MPa) a 28 días. Se evaluó el comportamiento electroquímico del acero de refuerzo embebido en concreto, los especímenes se sumergieron en una solución salina (3.5% NaCl) con ciclos de humedecimiento y secado (simulando condiciones costeras). Se determinó el Potencial de corrosión (Ecorr) alcanzando valores >-200 mV en condiciones secas, de -200 a <-250 mV en condiciones superficialmente secas y <-350 mV sumergidas. Del mismo modo se determinó la densidad eléctrica de corrosión con valores <0.1 μA/cm2 en condiciones secas, 0.1 a 1 μA/cm2 superficialmente secas y >1 μA/cm2 sumergidas.