Protección Catódica en elementos de concreto reforzado tipo losa, mediante las técnicas: ánodos de sacrificio base cinc y reemplazo con ceniza volante

Abstract

Las estructuras de concreto reforzado (CR) están expuestas a diversidad de ambientes agresivos que limitan su vida útil. Específicamente, la corrosión que ocurre en el refuerzo embebido dentro de la matriz cementante ha sido tema de muchas investigaciones sobre durabilidad y materiales, convirtiéndose en tema preponderante en muchas economías. El fenómeno se puede asociar al funcionamiento de una batería, donde dos metales con diferentes series galvánicas (conectados entre sí) y rodeados por un electrolito, sufren reacciones de oxidación y reducción. De ahí que el concreto reforzado, siendo un medio poroso, presente dicho comportamiento debido a fenómenos de transporte que llevan iones cloruro, oxígeno y agua dentro de la matriz, reduciendo la capa protectora de pasivación (pH12), generando que el acero tome propiedades químicamente activas como ánodo y cátodo. Los objetivos del trabajo consistieron en desarrollar una metodología que simulara un ambiente agresivo alto en contenidos de ion cloruro, donde a través de mediciones con el electrodo de referencia cobre/sulfato de cobre (Cu/CuSO4) y empleando dos técnicas de protección catódica (ánodos de sacrificio base cinc y reemplazo de ceniza volante), se lograra determinar el comportamiento de los especímenes evaluados. Los especímenes medidos fueron losas de concreto reforzado, dimensionalmente uniformes y recubrimientos de 4 y 7 cm. En algunos de ellos se dispuso un ánodo de sacrificio base cinc, otros el material cementante se reemplazó por ceniza volante y algunos fueron mezcla de control. El comportamiento resultante, luego de seis meses de exposición a solución salina, cumplió con lo esperado y descrito por muchos autores. Cabe resaltar que, como resultado el recubrimiento no puede ser reducido de ninguna manera al emplear las técnicas evaluadas.

Abstract: Concrete reinforced structures are exposed to a variety of aggressive environments which limits its life expectancy. Specially, a well-researched topic on durability and materials has been the corrosion which develops inside the concrete matrix. The corrosion phenomena can be associated to a battery. The battery function as two connected metals suffers oxidation and reduction reactions. As a matter of fact, reinforced concrete, being a porous material, develops that behavior when chlorides, oxygen and water ingress to the cementitious matrix through transport mechanisms reaching the reinforcement. Thus, the protective passive layer decays (pH12) generating the steel to be active as an anode and a cathode. The main objectives consisted on develop a methodology that could simulate a certain aggressive environment high on chloride content. In this context, a copper/copper sulfate (Cu/CuSO4) reference electrode were used to determine the contour maps according to the ASTM C876-15 standard. With respect to the laboratory subjects, reinforced concrete slabs were cast-in place with the same width, deep and length. Concrete cover varied between 4 and 7 cm. Some of them were cast using a fly ash admixture, one third of them had a sacrificial zinc alloy anode and rest of it were a control mix. The resulting behavior, after six months exposition to chlorides, satisfied the description claim by many authors. In accordance with confirms, the concrete cover cannot be reduced using the sacrificial anode and/or the fly ash admixture.