INVESTIGADORES
VALCARCE Maria beatriz
congresos y reuniones científicas
Título:
IONES SILICATO COMO INHIBIDORES DE CORROSION PARA ACERO DE CONSTRUCCION: EVALUACION EN SOLUCION QUE SIMULA HORMIGÓN
Autor/es:
A.C. ROLANDI; F. MONTES; L. MORAN AYALA; M. A. FRONTINI; VAZQUEZ M.; M. B. VALCARCE
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Congreso; SAM CONAMET; 2022
Institución organizadora:
SOCIEDAD ARGENTINA DE MATERIALES
Resumen:
En el hormigón armado (HHAA), los refuerzos de acero de construcción están protegidos contra lacorrosión porque el pH de la solución retenida en los poros del HHAA es fuertemente alcalino y en eseentorno, la superficie del metal se pasiva. Debido a la porosidad del hormigón, la difusión de agentesagresivos puede comprometer la integridad de la película pasiva. Este es el caso de los iones cloruro, queuna vez sobre la superficie inducen corrosión localizada. El uso de inhibidores es una práctica habitualcuando hay riesgo de corrosión y en hormigón armado las sales a base de nitrito son ampliamenteutilizadas. Sin embargo, son compuestos tóxicos y se necesitan dosificaciones que están prohibidas en lasregulaciones de muchos países. En este contexto, el estudio de inhibidores económicos y amigables con elmedio ambiente resulta de especial para su aplicación a gran escala. En este sentido, el empleo de silicatoha mostrado resultados prometedores, aunque su efectividad en medios de alta alcalinidad y los métodos deempleo necesitan ser estudiados en más detalle [1, 2].En este trabajo se evaluó la performance de los iones silicato, como inhibidores de la corrosión enpresencia de iones cloruro, en una solución simuladora de poro (SSP) que representa un hormigón de buenacalidad contaminado con iones cloruro. La composición de SSP fue KOH 0.08 mol L-1, NaOH 0.02 mol L-1 yCa(OH)2 0.001 mol L-1 y pH final 13. Para evaluar el efecto del ion cloruro se agregó 0.3 mol L-1 de NaClmientras que la dosis de inhibidor fue 0.3 mol L-1 de Na2SiO3.5H2O siendo [SiO32-]/[Cl-]=1. Se utilizó unacelda convencional de tres electrodos, con electrodo auxiliar de Pt y referencia de Hg/HgO/ KOH 0.1 mol L-1.Si bien el silicato puede usarse en solución, disuelto en el agua de amasado, los resultados no son fácilmentetransferibles al hormigón porque es bien sabido que en una matriz cementícea, el silicato de sodio solublepuede reaccionar con la portlandita, produciendo hidratos de calcio-silicato e hidróxido de sodio que, a suvez influyen en muchas propiedades relevantes del hormigón, como la permeabilidad y la dureza. Por talrazón, esta investigación compara resultados obtenidos en SSP + [SiO32-]/[Cl-]=1 con otros obtenidospretratando al acero al carbono con iones silicato. Para ello, se sumergió al acero a potencial de circuitoabierto (OCP) 24 h en solución 0.3 mol L-1 de Na2SiO3.5H2O (SS). Luego se evaluó la respuesta de estepretratamiento en SSP contaminada con iones cloruro, que simula un entorno agresivo que semeja ambientemarino.Las técnicas utilizadas para el análisis fueron: voltametría cíclica y curvas de polarización anódicas, eimpedancia electroquímica. También se realizaron ensayos de pérdida de peso. Los productos de corrosiónse evaluaron mediante espectroscopia Raman. La película pasiva se analizó con espectroscopia Raman ycon espectroscopía de fotoelectrones (XPS).El acero sumergido en SSP + [SiO32-]/[Cl-]=1 permanece pasivo. En comparación con una soluciónequivalente donde no hay iones de silicato (SSP + Cl), la mejora en el comportamiento y la diferencia en larespuesta es evidente a partir de los resultados de todas las técnicas utilizadas para evaluar los electrodos.Las curvas de polarización anódica no muestran signos de picaduras o cualquier forma de corrosiónlocalizada que pueda esperarse de la presencia de iones cloruro en el sistema. Las intensidades de corrientede pasividad cuando los iones de silicato y cloruro están presentes en la solución son tan bajas como en lasolución alcalina no contaminada, aunque la película es más delgada cuando el inhibidor está presente.Estos resultados son prometedores en términos de la capacidad de estos iones inorgánicos para serutilizados como inhibidores de la corrosión. Cuando los iones cloruro y silicato están presentessimultáneamente en una proporción inhibidor/cloruro = 1, se observa una inhibición completa del ataquelocalizado después de 60 días de inmersión. Los voltamogramas cíclicos y los espectros XPS indican que lapresencia de silicatos afecta la composición de la película pasiva. A pesar de que la película es másdelgada, la mayor participación de especies de Fe(II) podría ser responsable del carácter protectormejorado.Se ha observado también que un pretratamiento de 24 horas a potencial de circuito abierto en soluciones desilicato (SS) mejora la resistencia a la corrosión del acero de construcción cuando se prueba en SSP + Cl.Las curvas de polarización muestran un mayor potencial de picado y menores intensidades de corriente decorrosión, en comparación con los electrodos pretratados al OCP 24h en SSP que luego son expuesto a SSP+ Cl. Los espectros XPS muestran que los iones de silicato se incorporan a la película superficial. Elpretratamiento en SS produce películas pasivas que son ricas en Fe(II), formando principalmenteoxohidróxidos. Los resultados de EIS muestran que la película es más resistiva y compacta. Por el contrario,el pretratamiento de referencia en ausencia de silicatos, condujo a películas superficiales compuestasprincipalmente por óxidos de Fe(III) y oxohidroxóxidos.Sin embargo, si bien los resultados son auspiciosos, se necesitan más estudios para comprender elmecanismo de acción de los iones de silicato como inhibidores y para explorar su efectividad cuando seusan en morteros o en hormigón.Tabla 1. Resultados de ensayo de perdida de peso en cupones pretratados 24 h a OCP en SS y SSPexpuestos 60 días a SSP + ClPretratamiento 60 d de inmersión Pérdida de peso (g)SSP 24 h OCP Cl-SSP 0.1587 ± 0.0251SS 24 h OCP Cl-SSP 0.0412 ± 0.01292. REFERENCIAS1. Cekerevac M-, Simicic M, Bujanovic LN, Popovic N- (2012) Corrosion science 64:204-2122. Girčiene O, Ramanauskas R, Gudavičiute L, Martu?iene A (2011) Corrosion 67 (12)