Protección catódica del acero de refuerzo en morteros con escoria granulada de alto horno

O.R. BATIC; J.L. FERNÁNDEZ; J.D. SOTA; R.O. CARBONARI; R. ROMAGNOLI

Quito

Congreso; VII Congreso Latinoamericano de Corrosión. LATINCORR 2010.; 2010

OCP Ecuador S.A. NACE Internacional Sección Ecuador

Los metales, en general, tienden a reaccionar químicamente con el medio circundante a fin de adquirir un estado de menor energía; por esta razón el hierro (o el acero) reacciona con el oxígeno del aire a fin de formar óxidos. El hormigón constituye el medio ideal para preservar al acero de la oxidación natural pues la pasta cementicia tiene el pH adecuado y las sustancias necesarias para formar una película protectora estable sobre el acero. Esta película protectora es tal que  preserva al acero mientras que las condiciones del medio ambiente no sean modificadas en forma acentuada, como, por ejemplo, el pH elevado de la pasta de cemento. Por otro lado, el recubrimiento de hormigón, cuando está bien diseñado en composición y espesor, funciona como una barrera mecánica que dificulta el ingreso de agentes agresivos del exterior tales como oxígeno, agua, cloruro, dióxido de carbono, etc. que pueden destruir la película protectora. Cuando el hormigón no es de la calidad adecuada o no tiene el espesor suficiente, resulta necesario emplear ciertos procedimientos a fin de preservar a las armaduras de refuerzo de la corrosión. Entre éstos se encuentran los tratamientos superficiales del hormigón (pinturas, impregnaciones, etc.), las reparaciones, la protección catódica de las barras de refuerzo, etc. La protección catódica consiste en aplicar un potencial lo suficientemente  negativo como para llevar al metal a la zona de inmunidad o a la de pasividad [1, 2]. La aplicación de la protección catódica produce modificaciones en la interfase acero-mortero que se traducen en cambios en la adherencia. Existe poca información bibliográfica sobre este tema y aún subsiste la polémica acerca de la pérdida de adherencia, especialmente cuando se llega al potencial necesario para desprender hidrógeno sobre la barra de acero. Para evitar este fenómeno Vrable y otros investigadores [3, 4] sugieren que el potencial de polarización debe ser más positivo que -1,1 V con respecto al ESC (electrodo de cobre/sulfato de cobre). Tache y Lemoine [2, 5] sostienen que la polarización de las armaduras no afecta la adherencia del acero al mortero durante un período de ensayo de 300 días y potenciales de protección comprendidos entre -900 y -1500 mV medidos con respecto al ECS (electrodo de calomel saturado). El valor de la adherencia resultó independiente del tipo de superficie expuesta, ya sea con óxidos de laminación, arenada o en presencia de corrosión inducida por una fuerte polarización anódica. El objetivo de este trabajo fue estudiar la variación de la adherencia en la interfase acero-mortero de probetas polarizadas catódicamente con dos sobrepotenciales (uno que corresponde a la zona de desprendimiento de hidrógeno), en dos electrolitos (agua potable y cloruro de sodio 3%) y durante 2 años. El cemento utilizado para elaborar las probetas contenía EGAH. Existen varios criterios para la selección del potencial adecuado de protección [3,4, 6-8]. Uno de los más difundidos es el que propone un potencial de polarización de -850 mV respecto del ESC [4-6]; una alternativa de este criterio es tomar  el valor de -850 mV al corte de la polarización, a fin de descontar el sobrepotencial óhmico [7]. Los otros criterios toman como punto de partida el potencial de corrosión de la armadura y consideran que el de protección debería estar desplazado -100, -300 mV, etc. Sin embargo, el potencial a circuito abierto de las armaduras puede variar de un punto a otro de la estructura y con las condiciones ambientales [9, 10], de manera que no constituye un punto de referencia válido. De acuerdo a estudios previos [11], para realizar esta investigación se seleccionaron dos sobrepotenciales de polarización para el acero en mortero, -250 y -500 mV, tomados con respecto al potencial de corrosión del acero en agua potable (-725 mV) y en cloruro de sodio al 3% (-750 mV vs ECS), respectivamente. El sobrepotencial de -500 mV es suficiente para desprender hidrógeno. Para efectuar la medida de adherencia acero-mortero se desarrolló, a partir de normas conocidas, un ensayo de arrancamiento que pudiera aplicarse a este caso particular y que realizado en forma comparativa con muestras no polarizadas mostrara la variación relativa de la adherencia de las barras de acero en probetas de mortero. Los resultados obtenidos muestran que para el sobrepotencial más alto puede haber pérdida de adherencia, no superior al 5%. La presencia de EGAH resultó ser beneficiosa para reducir el proceso de corrosión tanto en las probetas testigo como en las que fueron polarizadas catódicamente.