3.0 Patologías por degradación de materiales: Hormigones de cemento aluminoso. Efectos sobre la estructura.
La hidratación de aluminatos cálcicos da lugar a una estructura hexagonal y metaestable, es decir, a una determinada temperatura humedad se va a convertir en otros aluminatos cálcicos, generando más alúmina, cuya estructura es cúbica y estable. Este fenómeno está denominado conversión cristalina, a través del cual se produce un importante incremento de la porosidad del hormigón
Se traduce en reducción de la resistencia del hormigón (Hasta un 40%) y un incremento de la permeabilidad, por lo que pone en riesgo su durabilidad.
Ejemplo 1. En la primera fotografía, la vigueta se encuentra en la situación anterior a la conversión cristalina, apreciándose el gris oscuro ya comentado; en la siguiente fotografía, estando la conversión ya producida, se presenta una coloración diferente, marrón oscuro.
La carbonatación, debido a la ausencia de portlandtita presenta efectos diferentes a los estudiados. Los aluminatos cálcicos hidratados se convierten en carbonato cálcico, alúmina y agua. Esta carbonatación puede llegar a inhibir los efectos de la conversión cristalina.
Si en el hormigón hay alcalis, la carbonatación produce hidrólisis alcalina. Este fenómeno genera carbonatos que reaccionan con los aluminatos cálcicos hidratados, disolviendo el conglomerante y da lugar a nuevos carbonatos y sales que, al disolverse en agua, vuelve a los alcalis iniciales, volviéndose a producir la disolución del conglomerante afectando a resistencia y permeabilidad del hormigón.
Estos alcalis aparecen al estar en contacto con cemento portland, por lo que se debe prestar atención en reparaciones y refuerzos.
El principal efecto del cemento aluminoso en el hormigón es la conversión cristalina que produce la pérdida de resistencia y ganancia de permeabilidad, que afecta a la durabilidad. En cada caso se debe realizar un estudio específico sobre cómo proceder.
Ejemplo 2. Edificio años 60 en Canarias.
Este edificio residencial está formado por muros de carga sobre los que apoyan forjados unidireccionales de vigas prefabricadas y pretensadas. Se detectaron daños en los voladizos, presentando una importante corrosión en los alambres de las viguetas, observándose la coloración marrón característico. Se realizó un estudio para valorar la afectación de la patología al edificio.
Realizándose diferentes calas, se concluyó que donde no había daños observables, en su interior los alambres estaban sanos; por el contrario, donde sí había humedades y fisuras, se observó oxidación de los alambres. Se diagnosticó por tanto conversión cristalina y carbonatación. Tras las inspecciones, calas y ensayos se acotaron las zonas con humedades y se reforzaron.
Los resultados fueron homogéneos y admisibles en las viguetas no afectadas por humedad, por lo que en esas zonas no se realizaron más reparaciones.
La hidratación de aluminatos cálcicos da lugar a una estructura hexagonal y metaestable, es decir, a una determinada temperatura humedad se va a convertir en otros aluminatos cálcicos, generando más alúmina, cuya estructura es cúbica y estable. Este fenómeno está denominado conversión cristalina, a través del cual se produce un importante incremento de la porosidad del hormigón
Se traduce en reducción de la resistencia del hormigón (Hasta un 40%) y un incremento de la permeabilidad, por lo que pone en riesgo su durabilidad.
Ejemplo 1. En la primera fotografía, la vigueta se encuentra en la situación anterior a la conversión cristalina, apreciándose el gris oscuro ya comentado; en la siguiente fotografía, estando la conversión ya producida, se presenta una coloración diferente, marrón oscuro.
La carbonatación, debido a la ausencia de portlandtita presenta efectos diferentes a los estudiados. Los aluminatos cálcicos hidratados se convierten en carbonato cálcico, alúmina y agua. Esta carbonatación puede llegar a inhibir los efectos de la conversión cristalina.
Si en el hormigón hay alcalis, la carbonatación produce hidrólisis alcalina. Este fenómeno genera carbonatos que reaccionan con los aluminatos cálcicos hidratados, disolviendo el conglomerante y da lugar a nuevos carbonatos y sales que, al disolverse en agua, vuelve a los alcalis iniciales, volviéndose a producir la disolución del conglomerante afectando a resistencia y permeabilidad del hormigón.
Estos alcalis aparecen al estar en contacto con cemento portland, por lo que se debe prestar atención en reparaciones y refuerzos.
El principal efecto del cemento aluminoso en el hormigón es la conversión cristalina que produce la pérdida de resistencia y ganancia de permeabilidad, que afecta a la durabilidad. En cada caso se debe realizar un estudio específico sobre cómo proceder.
Ejemplo 2. Edificio años 60 en Canarias.
Este edificio residencial está formado por muros de carga sobre los que apoyan forjados unidireccionales de vigas prefabricadas y pretensadas. Se detectaron daños en los voladizos, presentando una importante corrosión en los alambres de las viguetas, observándose la coloración marrón característico. Se realizó un estudio para valorar la afectación de la patología al edificio.
Realizándose diferentes calas, se concluyó que donde no había daños observables, en su interior los alambres estaban sanos; por el contrario, donde sí había humedades y fisuras, se observó oxidación de los alambres. Se diagnosticó por tanto conversión cristalina y carbonatación. Tras las inspecciones, calas y ensayos se acotaron las zonas con humedades y se reforzaron.
Los resultados fueron homogéneos y admisibles en las viguetas no afectadas por humedad, por lo que en esas zonas no se realizaron más reparaciones.
