Identificación de productos de corrosión en aceros embebidos en concretos alternativos inmersos en NaCl 3.5%

Identification products of corrosion of steel embedded alkali-activated slag concrete in a chloride solution

En el presente trabajo se identificaron y cuantificaron los óxidos de hierro de las barras de acero embebidas en concreto de escoria activada alcalinamente (AAS). Las muestras fueron sometidas a inmersión en cloro (3.5% NaCl) durante 12 meses y los productos de corrosión generados en la interfase acero/concreto, se caracterizaron usando espectrometría Mössbauer y difractometría de rayos X, se identificaron las diversas especies de óxidos e hidróxidos de hierro. La morfología de los productos de corrosión se estudió mediante la técnica de Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), del estudio se concluye que en las superficies de los aceros embebidos en concretos AAS e inmersos en soluciones con cloro y sin cloro se encuentran los mismos tipos de óxidos e hidróxidos de hierro al igual que los productos de corrosión (magnetita (Fe₃O₄), wüstite (Fe²⁺O) y goethita (Fe³⁺O(OH)).

Introducción

En los últimos años, debido a la búsqueda fundamentalmente de ahorro energético y de minimización del consumo de recursos naturales, el aprovechamiento de subproductos y desechos industriales (cenizas volantes, humo de sílice, escoria siderúrgica de alto horno, entre otros) ha adquirido importancia, por ello la industria del cemento ha incursionado en el desarrollo y producción de nuevos tipos de cementos alternativos [1-5]. Entre estos materiales, conocidos como suplementarios o adiciones, la escoria granulada de alto horno (GBFS) se ha empleado con éxito como sustituto parcial y total del cemento Pórtland Ordinario dentro de las mezclas de concreto, dando lugar a materiales con  mejores  desempeños  mecánicos  y de durabilidad. La GBFS, utilizada sin cemento Pórtland, experimenta una hidratación rápida cuando es mezclada con un activador adecuado, tal como una solución de silicato del sodio, y si   se mezcla con los agregados puede producir un concreto que desarrolla una resistencia mecánica elevada a edades tempranas y genera un concreto que es denso e impermeable [6-9]. Por otra parte, este nuevo tipo de cementante contribuye con el desarrollo sostenible gracias a la disminución en las emisiones de CO₂ y un menor consumo de recursos naturales [10-12].

El acero de refuerzo embebido en el concreto producido con cementos Pórtland y AAS, están naturalmente protegidos de la corrosión debido a la alta alcalinidad del medio, específicamente en la interfase acero-matriz. Sin embargo, este estado de protección puede ser afectado por la destrucción de la película pasiva debido a la reducción del pH en la zona que cubre la armadura (carbonatación) y con ello puede ocurrir la pérdida de propiedades mecánicas y disminución de la vida útil [13-14].

El objetivo de este estudio es la identificación y cuantificación los óxidos de hierro de las barras  de acero embebidas en una matriz cementicia de escoria activada alcalinamente. La inmersión  de las muestras se efectuó en dos medios diferentes: electrolito con contenido de cloro y sin contenido de cloro. Las probetas fueron evaluadas mediante las técnicas de espectrometría Mössbauer, Difractometría de Rayos X y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM).