Reparación de estructuras de hormigón en ambiente marino

Código: S.0029

Ciclo de reconstrucción volumétrica y reparación de obras y estructuras de hormigón fuertemente degradado en ambientes agresivos como el medio marino, de montaña e industrial.

Productos utilizados

Fenómenos agresivos típicos del ambiente marino

El ambiente marino es particularmente agresivo para las obras de conglomerado de cemento armado. Los mecanismos agresivos y las consiguientes patologías degenerativas son las consecuencias de interacciones de acciones agresivas de tipo químico o electroquímico derivadas de la presencia de sulfatos, de compuestos de magnesio y de cloruros, con acciones físicas, vinculadas a la disolución de los aglutinantes, con las presiones osmóticas de los procesos de cristalización/recristalización de las sales higroscópicas, con las acciones mecánicas: abrasión, cavitación, erosión, etc., provocadas por el movimiento del oleaje, y otras.

 

Inmersión permanente vs. inmersión alterna

Naturalmente, existen diferencias significativas entre las distintas condiciones de servicio y exposición, en función de que las estructuras de conglomerado de cemento armado se encuentren: parcialmente/alternativamente sumergidas en lugar de estar  completamente/permanentemente sumergidas. En el primer caso, de hecho, como se puede deducir del análisis de los fenómenos electroquímicos que originan la corrosión, en las estructuras completamente sumergidas, la disponibilidad reducida de oxígeno libre implica unas velocidades muy bajas de los procesos. Totalmente diferente es la situación de las estructuras parcialmente o alternativamente sumergidas, por la particular relevancia de las acciones mecánicas vinculadas al movimiento del oleaje, la alternancia de la condición de saturación/secado, por los complejos mecanismos de lixiviación con las presiones osmóticas determinadas por la cristalización de las sales y otras.

 

Distancia de la costa

También la distancia de la costa a la que se encuentran los elementos posee un impacto directo en relación con los fenómenos erosivos que afectan a las estructuras. El movimiento del oleaje es más acentuado en las cercanías de la costa, y por ello también los efectos "mecánicos" derivados de su acción.

 

Los vientos marinos

Además, no se deben subestimar los mecanismos degenerativos debidos a la acción agresiva del viento, ejercida, entre otras cosas, también a una distancia considerable de la costa. En realidad, los vientos que soplan desde el mar transportan partículas sólidas, fuertemente abrasivas, y las sales proyectadas en el aire por las ondas, transformadas en aerosoles. Estas sales que se depositan en las superficies de hormigón, estabilizándose en las porosidades, originan cristales que se incrementan progresivamente, determinando estados de tensión capaces de provocar fisuraciones. Los aerosoles, además, contienen en gran medida los agentes agresivos presentes en el agua del mar, con todas las complicadas interacciones que producen.

 

La incrustación (fouling)

Es un tipo de ataque que afecta, sobre todo, a las zonas directamente bañadas por el mar, y que consiste en el recubrimiento de las estructuras por parte de depósitos formados por organismos animales y vegetales, denominados en su conjunto "fouling" en inglés. El fenómeno tiene unos valores cuantitativos elevados: en el Adriático, por ejemplo, los depósitos pueden variar entre los 80 y los 90 kg/año/metro cuadrado. La acción agresiva, extremadamente compleja, está relacionada con la producción de ácidos orgánicos, a través del metabolismo de algunos macro y microorganismos que componen la incrustación, y que neutralizan la alcalinidad del conglomerado, despasivan las armaduras y provocan la precipitación de las sales en las porosidades capilares.

 

Agresiones químicas

La agresión química del agua del mar, en su contacto directo o indirecto con el hormigón, se debe principalmente al sulfato de magnesio (MgSO4), que reacciona con el hidróxido cálcico libre del cemento hidratado (Ca(OH)2) para formar sulfato de calcio y precipitando el hidróxido de magnesio, reacciona con el aluminato tricálcico hidratado, para formar calcio sulfoaluminato, expansivo, con efecto disgregador. El ataque químico/electroquímico se desarrolla también a través de la reacción del dióxido de carbono: (CO2) con el hidróxido de calcio (carbonatación).

 

Notas para la rehabilitación

En términos generales, pues, los fenómenos que causan la degradación de las estructuras de conglomerado de cemento armado son numerosas, de diferente naturaleza, a menudo conjuntas:

  • procesos químicos: ataque ácido, ataque sulfático, acción de los cloruros
  • procesos físicos/mecánicos: fisuración, erosión, ciclos hielo/deshielo, procesos de recristalización
  • procesos biológicos: acción de líquenes, algas, hongos, incrustación
  • corrosión: los procesos agresivos mencionados implican o se ven en todo caso acompañados, en la gran mayoría de los casos, por la corrosión de las armaduras ("patología" muy significativa, sobre todo, por los efectos que supone para la "seguridad" de las estructuras)

A partir de la descripción de los fenómenos degenerativos examinados se puede deducir que la resistencia a la agresión de la atmósfera marina, por parte de una estructura de conglomerado de cemento armado, a igualdad de las demás condiciones, aumenta con la disminución de la cantidad de hidróxido de calcio liberado por hidrólisis por el proceso de hidratación del cemento, así como con la disminución de la permeabilidad, tanto intrínseca como estructural del conglomerado. Los fenómenos de degradación más significativos, además, están vinculados o relacionados con la pérdida de alcalinidad del conglomerado y con los procesos de corrosión a cargo de las armaduras.

 

Materiales para la reconstrucción

La elección del sistema de cemento más apropiado para la reconstrucción y/o el revestimiento es de vital importancia. La morfología de la degradación, especialmente en términos de tamaño, orienta las primeras indicaciones de la selección. Los espesores de reconstrucción, por ejemplo, determinan la elección entre un sistema colable (secciones elevadas), y uno tixotrópico (para espesores más reducidos), orientando igualmente en cuanto al diámetro máximo del agregado. Para las características restantes, es necesario atender a las causas y a los mecanismos que originan la degradación y a las prestaciones esenciales de tipo químico, físico y mecánico que se mencionan a continuación:

  • Impermeabilidad.
  • Resistencia a la penetración de los cloruros.
  • Resistencia al ataque sulfático.
  • Resistividad eléctrica.
  • Desarrollo reducido de hidróxido de calcio (alta capacidad superpuzolánica).
  • Adherencia a los soportes.
  • Alta cohesión de la mezcla (capacidad antideslave).
  • Estabilidad dimensional (función de control de la contracción).
  • Correcto módulo elástico.
  • Estructura compuesta, reforzada con fibra, con una isotropía más favorable.

 

Las propiedades y las prestaciones indicadas tienen unas respuestas muy favorables en los productos que se enumeran a continuación, basados en la tecnología de los compuestos de cemento reforzados con fibras, funcionalmente integrados con rellenos reactivos ultrafinos (microsilicatos), de alta puzolanicidad. GROUT CR, uno de los principales productos en este contexto, es un mortero de cemento compuesto, antideslave, de contracción controlada, de consistencia colable, a base de cementos de alta resistencia, rellenos superpuzolánicos, microfibras minerales silícicas, agregados seleccionados, agentes anticontracción y aditivos específicos, para la construcción, la reparación y el revestimiento protector de obras hidráulicas, estructuras marinas y submarinas, elementos con presencia de agentes físicos y químicos agresivos, aguas de deslave, ambientes marinos, industriales y de montaña. Las mismas características también se encuentran en el mortero tixotrópico de elevadas prestaciones REPAR TIX HG.

 

 

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