INTRODUCCI INTRODUCCIÓN N A LA CORROSIÓN N DEL HORMIGÓN N ARMADO Diferentes formas de contener o minimizar el fenómeno de la corrosión de las Es necesario incidir sobre alguno de los elementos que conforman la celda de corrosión. Protección, reparación y rehabilitación de las estructuras 1 Posibles formas de protección de las contra el fenómeno de la corrosión: Electroquìmica Galvánica Barrera Aplicación de recumbrimientos sobre la armadura: Revestimientos, ejemplo de falla en pintura epóxica: 1
Otras formas de protección directa de las contra el fenómeno de la corrosión: utilización de aleaciones con propiedades anticorrosivas. Por ejemplo acero inoxidable, aplicación de recumbrimientos en base a pinturas antióxido (por ej. en base a Cr y Zn). Sistemas de protección catódica: Sistemas de protección catódica: El principio básico de funcionamiento de éste sistema consiste en polarizar las aramduras a proteger hasta un potencial de inmunidad. El principio básico de funcionamiento de éste sistema consiste en polarizar las aramduras a proteger hasta un potencial de inmunidad. (diagrama de Pourbaix del Fe en medio acuoso a 25ºC) Sistemas de protección catódica: Sistemas de protección catódica: V impuesto Mediante la polarización externa, se busca anular la reacción anódica de corrosión, sobre la armadura o sea: Fe Fe +2 + 2e - I TOT... E 1 Fe I catod. I 0 I anód. E 2 Fe O 2 + 2H 2 O + 4e - 4OH - 2Fe 2Fe 2+ + 4e - contraelectrodo para polarización Se busca que el único tipo de reacción que prevalezca sobre la armadura sea la catódica, o sea: Reacción catódica sobre la armadura: O 2 + 2H 2 O + 4e - 4OH - (en medio neutro o básico) 2H + + 2e - H 2 (en medio ácido) 2H + + ½ O 2 + 2e - H 2 O (en medio ácido) (distribución de corriente sobre los electrodos) También sobre la armadura se produce la hidrólisis del agua: H 2 O + e - H + + OH - (el H fragiliza el acero) 2
Sistemas de protección catódica: Sistemas de protección catódica: Paralelamente, sobre el ánodo ocurren las siguientes reacciones: Reacción anódica sobre el electrodo de protección: 4OH - O 2 + 2H 2 O + 4e - H 2 O 2H + + ½ O 2 + 2e - También en hormigones contaminados con Cl - ocurren las siguiente reacciones: Diagrama E&Ph de estabilidad del H2O a 25ºC. 2Cl Cl 2 + 2e - 2H 2 O + 2Cl 2 2HCL + 2HOCL Sistemas de protección catódica: Sistemas de protección catódica: Se utilizan dos tipos de implementaciones para los sistemas de protección catódica: mediante ánodos de sacrificio, mediante la aplicación de una corriente impresa. Protección catódica por ánodo de sacrificio: Potenciales normales de media celda a 25ºC: Serie electroquímica: Na + + e - Na Mg +2 + 2e Mg Al +3 + 3e- Al Zn +2 + 2e Zn Cr +3 + 3e- Cr Fe +2 + 2e Fe Ni +2 + 2e Ni Sn +2 + 2e Sn Pb +2 + 2e Pb 2H + + 2e- H2 Cu +2 + 2e Cu Cu + + e Cu Ag + + e Ag Pt +2 + 2e Pt Au +3 + 3. Au Au + + e- Au -2.712 V - 2.34-1.67-0.762-0.71-0.440-0.250-0.136-0. 126 0.000 +0.345 +0.522 +0.800 +1.2 +1.42 +1.68 Más activo Más noble Mº v M Z+ ELECTRODO NORMAL: (concentración 1 Molal) 3
Protección catódica por ánodo de sacrificio: Protección catódica por ánodo de sacrificio: Anodos de sacrificio comunmente utilizados Zn, Mg y Al : (elección del material según las características de resistividad del medio) Protección catódica por ánodo de sacrificio: Protección catódica por ánodo de sacrificio: Propiedades requeridas al material anódico: debe tener un potencial de disolución lo suficientemente negativo como para polarizar la estructura de acero (que es el metal que normalmente se protege) a -0.80 V. Sin embargo, el potencial no debe ser excesivamente negativo ya que eso motivaría un gasto innecesario de corriente. El potencial práctico de disolución puede estar comprendido entre - 0.95 V y - 1.7 V. no debe desarrollar películas pasivantes protectoras y debe tener un elevado sobrepotencial para la formación de hidrógeno. elevado rendimiento eléctrico, expresado en amperes-hora por kg. de material (Ah/kg.) lo que constituye su capacidad de drenaje de corriente, en su proceso de disolución anódica, la corrosión deberá ser uniforme, el metal debe ser de fácil adquisición, fácil de implementar y viable económicamente. Protección catódica por ánodo de sacrificio: Protección catódica por corriente impresa: Ventajas y limitaciones del sitema de protección: 4
Protección catódica por corriente impresa: Protección catódica por corriente impresa: (sistema computarizado con control de potencial) (rectificador monofásico que suministra la energía al sistema) Protección catódica por corriente impresa: Anodos de sacrificio comunmente utilizados: chatarra de hierro, ferrosiliceo, grafito, titanio grafitado, plomo-plata, titanio-óxido de titanio y óxido de rutenio Protección catódica por corriente impresa: Anodos de sacrificio comunmente utilizados: Protección catódica por corriente impresa: Propiedades requeridas al material anódico: Protección catódica por corriente impresa: Ventajas y limitaciones del sistema del sistema de protección: bajo consumo, densidad de corriente erogada elevada, pequeñas dimensiones, baja resistividad, buena resistencia mecánica, elevado potencial de ruptura. 5
Protección catódica, potenciales de protección : Valores comunmente utilizados de potencial de protección en suelos y agua de mar: Protección catódica, intensidad de corriente: Protección catódica, ejemplos prácticos: Protección catódica, ejemplos prácticos: Protección catódica, ejemplos prácticos: Protección catódica, ejemplos prácticos: Protección en zonas de parcheo 6
Protección catódica, ejemplos prácticos: Protección en zonas de parcheo Eliminación de iones Cl Eliminación de iones Cl Eliminación de iones Cl Realcalinización (en especial casos de CO 2 ) 7
Realcalinización (en especial casos de CO 2 ) Realcalinización (en especial casos de CO 2 ) Realcalinización (en especial casos de CO 2 ) MMO Mixed Metal Oxide Comparación de tratamientos electroquímicos: Revestimientos: RA realcalinizacón EC extracción de cloruros PC protección catódica 8
Revestimientos, principios de funcionamiento: Revestimiento (hidrófugo): 9
Protección indirecta a través del horm., recom. norma EHE 08: 10
Ensayo profundidad de penetración de agua bajo presión, según la UNE EN 12390-8. 11
: Mejora de las características del hormigón (recomendación de normas): Mejora de las características del hormigón (recomendación de normas): Morteros de reparación: Morteros de reparación: Revestimiento (mortero rico en cemento): 12
Inhibidores de corrosión: Inhibidores de corrosión: Inhibidores de corrosión: Inhibidores de corrosión: Otras ejemplos de sustanacias con efectos inhibidoras de la corrosión: dicromato de potasio, cloruro estamoso, cromato de zinc, hipofosfito de calcio Inhibidores de corrosión: Inhibidores de corrosión: 13
Inhibidores, estado del arte. 14