¿Qué es la carbonatación del hormigón?

Con frecuencia cuando se analiza la patología de la estructura de hormigón armado de un edificio antiguo o con falta de mantenimiento, se observan grietas y fisuras en cornisas, las vigas y pilares expuestos a las acciones antrópicas. Las grietas de mayor magnitud provocan significativos signos de desprendimiento de material, como podemos observar en la imagen adjunta. La causa principal de este tipo de daños es la carbonatación del hormigón. Aclaramos en primer lugar el concepto: Se trata de un proceso natural provocado por una reacción química. En sí misma no es ninguna patología, pero sus efectos sí que se pueden considerar patológicos ya que reducen la durabilidad y / o resistencia.

¿Cómo se produce la reacción química?

El hormigón debe tener un ph (pH = medida de alcalinidad de una disolución) de valores comprendidos entre 12’5 y 13’5 para la correcta protección y pasivación de las armaduras de su interior. Del mismo modo, se debe prestar importancia en el adecuado recubrimiento de las mismas. El hormigón es un material de naturaleza porosa, en cuyo tejido permeable se encuentran disueltos los hidróxidos de calcio, de potasio y de sodio.

La reacción química se produce cuando el dióxido de carbono de la atmósfera alcanza penetrar en el hormigón a través de los poros y junto con alguna molécula de agua (humedad relativa del ambiente o presencia de agua directa) causan la carbonatación de los hidróxidos. El resultado es la bajada del ph del hormigón, provocando la pérdida de su capacidad protectora de las armaduras y dando lugar al proceso de oxidación. La bajada del pH, causa menor alcalinidad y menor capacidad para equilibrar ácidos, lo que se traduce en menor resistencia al ataque de un ácido.

¿Cuáles son los efectos?

El efecto sustancial de la carbonatación es la oxidación de las armaduras. El proceso de la oxidación de las armaduras ocasiona un aumento de su volumen, lo que genera tensiones internas en el hormigón que se traducen en forma de fisuras y grietas. Es un proceso que se retro-alimenta pues, al formarse fisuras y grietas, se reduce la resistencia del hormigón y favorece la penetración del CO2, por tanto, cada vez se agrava el proceso de carbonatación.

Para cerciorase de que se trata verdaderamente en un proceso de carbonatación se ejecuta un procedimiento conocido como test de fenolflaleína. La fenolftaleína es un indicador del ph de un elemento. Al rociarlo sobre el material cuyo ph es superior a 9 se torna rosado y si el ph es menor, el color permanece igual, por lo tanto, se evidencia la existencia de carbonatación.

¿Cómo se debe proceder ante esta situación? 

El grado de oxidación de las armaduras nos determina la urgencia y el método a seguir. A continuación explicamos los tres casos más frecuentes.

  1. Carbonatación de poco espesor que no ha alcanzado la armadura.

Si el test nos revela que la carbonatación es superficial, no existe riesgo de daños estructurales derivados de la carbonatación. Aun así, el proceso químico avanzará si no se detiene y afectará a la armadura de acero en un periodo de tiempo indeterminado.

Para llevar a cabo la interrupción de la lesión se procede a la aplicación de un  tratamiento semicubriente anticarbonatación, de máxima penetración. La protección se aplicará tras la reposición del material de la zona afectada por la cata con mortero de reparación estructural.

  1. La armadura si ha sido alcanzada por la carbonatación.

Se analiza el grado de afección, comprobando la altura de la corruga y la sección de la armadura. La pérdida de corruga es el comienzo del proceso de oxidación de una armadura dado que es lo más superficial del elemento. La forma de reparación es en primer lugar eliminar el óxido y protegerlas mediante una pintura anticorrosión.

A continuación se ejecuta un puente de adherencia con productos especiales usualmente a base de cemento, pues función de la corruga esa básicamente mejorar la adherencia entre el acero y el hormigón. Por último, reparar el elemento afectado con mortero de reparación estructural.

  1. El espesor de carbonatación ha descubierto la armadura provocando la pérdida de su sección.

Ante la evidencia de pérdida de sección de las armaduras, el modo de proceder es amplio y se precisa el análisis pormenorizado de la afección para adoptar la solución adecuada. Cabría la posibilidad de reforzar la estructura o incluso demoler en los casos de excesivo deterioro y peligro de colapso estructural.

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