Lesiones en pilares metálicos por carbonatación del revestimiento de hormigón

Antecedentes.-

Se nos encarga proyecto para la reparación de pilares, en planta sótano 2 de edificio, destinada a garaje, de un edificio principalmente de tipo residencial. Se detecta lesiones que afecta al recubrimiento del hormigón en la base de los pilares. La problemática se repite de una manera casi generalizada en muchos pilares.

El edificio data del año de 1970 y se ubica en el centro de Alicante.

No nos cansaremos de insistir en la importancia de la toma de datos y análisis de las lesiones producidas antes de tomar cualquier determinación en el procedimiento para la reparación de los elementos estructurales.

En nuestro caso, hemos decidido contactar con un Laboratorio de ensayos acreditado para que procediera a la realización de catas y ensayos del hormigón; todo ello, con la finalidad de averiguar cuales son las características físicas, químicas y mecánicas de los pilares existentes. Los resultados nos permitirán una análisis más certero de cuales fueron las causas que provocaron la problemática existente.

A) Sintomatología

Los daños observados en los pilares se centran el el recubrimiento de hormigón de los mismos concretamente en su parte inferior, clasificándolos en:

  1. Fisuras verticales y horizontales, coincidentes con la armadura de montaje y cercos, incluso con desprendimiento de hormigón. El recubrimiento es escaso y la armadura se encuentra con un alto grado de corrosión, incluso con exfoliaciones y pérdida de sección.
  2. Desprendimiento de la capa superficial del hormigón, de unos milímetros, dejando visto el árido. El hormigón tiene escasa consistencia, pudiéndose disgregar manualmente. Probablemente, este es el daño más generalizado.

B) Resultado del Laboratorio de Ensayos

Del resultado de las pruebas efectuadas, por laboratorio de ensayos acreditado, se desprende en primer lugar que los pilares están constituidos por una estructura metálica recubierta por un hormigón poco resistente. La finalidad de este recubrimiento, puede ser debida para dotar a la estructura de una cierta resistencia frente al fuego; ya que, por todos es conocidos, la baja resistencia del acero frente al fuego. Los pilares no son de tipo estructural y están constituidos por chapas metálicas soldadas entre sí, formando un cajón. Se encuentran revestidos por una pintura antioxidante que en muchos casos ha desaparecido.

De los ensayos efectuados en el hormigón se han obtenido valores anómalos.

  1. Densidad aparente muy baja
  2. Porosidad y absorción muy altas, como consecuencia de una relación agua/cemento elevada.
  3. Hormigón de baja calidad, poco resistente.

C) Etiología (Análisis de las causas)

La profundidad de carbonatación detectada en las probetas testigo son , en todos los casos, muy elevadas; lo que significa, que el hormigón ha dejado de proteger al acero frente a la corrosión. Ello explica la corrosión generada en la armadura de montaje y la oxidación de la estructura metálica en el interior.

Resumiendo podemos concretar que las causas de las lesiones son debidas:

  1. Un hormigón de recubrimiento de los pilares de muy baja calidad, con una porosidad muy elevada y baja resistencia ha generado, con el transcurso del tiempo, que el frente de carbonatación haya alcanzado las armaduras de montaje, así como el propio pilar metálico, iniciándose el proceso de oxidación del pilar metálico.
  2. La presencia de agua por ascensión capilar en la base de los pilares, ya sea por aportes puntuales y discontinuos debido a filtraciones procedentes de lluvias o perdidas de redes de saneamiento, etc.

D) Diagnóstico

La carbonatación es el proceso químico de combinación del hidróxido cálcico con el dióxido de carbono del aire, formando carbonato cálcico. Esta reacción lleva asociada un descenso del pH, que supone la desaparición de la barrera alcalina inhibidora del proceso de corrosión de las armaduras. El proceso de carbonatación es inherente a cualquier estructura de hormigón y depende de las proporciones de CO2 en el entorno de la estructura, de su alcalinidad y su compacidad. Es un proceso irreversible que progresa en profundidad e inofensivo para el hormigón.

En las estructuras de hormigón armado, la llegada del frente de carbonatación a las armaduras señala el inicio de la posibilidad de corrosión: a partir de este momento sólo las determinaciones de humedad ambiente y la existencia de iones que puedan constituir el electrolítico de la reacción electroquímica de oxidación determinarán el inicio del proceso y su velocidad. Esta última dependerá de la agresividad ambiental, mayor en superficies expuestas a atmósferas contaminadas o marinas.

La corrosión es el fenómeno de ataque químico destructivo, generalmente asociado a un proceso de oxidación-reducción, por el cual la superficie de los metales se degrada. La corrosión generalizada que se produce uniformemente con un espesor constante y a la misma velocidad a lo largo de la superficie de la barra, es la más usual en hormigones con un pH bajo, carbonatados, o cuando las armaduras quedan sin recubrimiento.

De la evaluación de seguridad realizada a los pilares metálicos se concluye que la seguridad de los mismos es suficiente. Por lo tanto, no es preciso realizar ningún tipo de intervención de refuerzo de los pilares.

E) Actuación de reparación

La propuesta para la reparación sobre el recubrimiento de hormigón de los pilares dañados consistirá en:

  1. Picado mediante medios mecánicos del recubrimiento de hormigón defectuoso desde la placa de anclaje de los pilares hasta alcanzar la estructura metálica hasta una altura aproximada de 1m.
  2. Limpieza de la superficie de la estructura mediante proyección en seco de partículas de material abrasivo, retirando todos los restos de óxido.
  3. Aplicación de producto a base de cemento, de un componente, mejorado con resina sintética utilizado como revestimiento de adherencia y protección de la estructura metálica frente a la corrosión. Sika Monotop 910 o equivalente.
  4. Reconstrucción del recubrimiento del hormigón del pilar metálico con mortero tixotrópico reforzado con fibras, de muy alta resistencia a compresión y retracción compensada, de clase R4, en capas de 20 mm de espesor medio, acabado alisado.
  5. Tratamiento superficial de protección anticarbonatación para elementos de hormigón y mortero, mediante revestimiento elástico a base de resinas acrílicas en dispersión acuosa impermeable al dióxido de carbono y permeable al vapor de agua, mano de fondo y mano de acabado (rendimiento. 0,15 kg/m2 cada mano).

 

Redactado por Fernando Antón

 

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