Estudio del efecto de iones silicato como inhibidores de la corrosión de acero de construcción en solución simuladora de poros de hormigón.

F. QUIROZ; M. VÁZQUEZ; M.B. VALCARCE

Copiapó

Congreso; 17° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales CONAMET-SAM; 2017

CONAMET-SAM

Estudio del efecto de iones silicato como inhibidores de la corrosión deacero de construcción en solución simuladora de poros de hormigón.F. Quiróz, M. Vázquez y M.B. ValcarceDivisión Electroquímica Aplicada, INTEMA, Facultad de Ingeniería, UNMdP.J.B. Justo 4302, Mar del Plata, Bs.As. ArgentinaAutor principal: wfquiroz@fi.mdp.edu.arEn las estructuras de hormigón armado (HHAA), los refuerzos de acero al carbono están protegidoscontra la corrosión porque la superficie del metal se encuentra pasiva, dado que el pH de la soluciónretenida en los poros del HHAA es fuertemente alcalino. La susceptibilidad de un metal a lacorrosión localizada depende de la calidad de la película protectora que se forme. Debido a laporosidad del hormigón, la difusión de agentes agresivos puede comprometen la pasividad. Este esel caso de los iones cloruro, que una vez sobre la superficie pueden ocasionar el inicio de lacorrosión localizada. Está demostrado que el empleo de iones nitrito como inhibidores de lacorrosión es altamente efectivo. Sin embargo, este tipo de compuestos es tóxico. Para la protecciónen estructuras de hormigón armado se necesitan dosificaciones que están prohibidas en lasregulaciones de muchos países. En este contexto, el estudio de inhibidores que no dañen el medioambiente y que, además, presenten bajo costo, ha cobrado importancia en los últimos años, enespecial para su aplicación a gran escala. En este sentido, el empleo de silicato de sodio comoinhibidor de la corrosión en estructuras de hormigón armado resulta de gran interés. Si bien esteinhibidor ha sido empleado para cobre y sus aleaciones [1], y para acero en medios ligeramentealcalinos [2,3] o como pretratamiento protector en medio neutro o ácido [4], su efectividad enmedios de alta alcalinidad necesita ser estudiada en más detalle [5,6].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 hormigónde buena calidad contaminado con iones cloruro. La composición de SSP fue KOH 0.08 mol L-1,NaOH 0.02 mol L-1 y Ca(OH)2 0.001 mol L-1 y pH final 13. Para evaluar el efecto del ion cloruro seagregó 0.3 mol L-1 de NaCl mientras que la dosis de inhibidor fue 0.3 mol L-1 de Na2SiO3.5H2Osiendo [SiO32-]/[Cl-]=1. Se utilizó una celda convencional de tres electrodos, con electrodo auxiliarde Pt y referencia de Hg/HgO/ KOH 1 mol L-1.Las técnicas utilizadas para el análisis fueron: voltametría cíclica y curvas de polarización anódicas,luego de crecer la película pasiva 24 h al potencial de corrosión (Ecorr).Las voltametrías cíclicas, registradas a 10 mV/s, presentaron cuatro picos durante el barrido anódicoen SSP. Los picos observados fueron atribuidos: a la oxidación de hidrógeno atómico adsorbido (-0.9 V); a la formación de compuestos hidratados de Fe (II) y Fe (III) y, eventualmente, a laformación de magnetita, Fe3O4 (-0.75 V); a la formación de Fe(OH)3 y/o a oxohidróxidos de Fe (a-ó d-FeOOH) (-0.6 V); y finalmente a la oxidación de Fe(OH)2 en hidróxido u oxohidróxido deFe(III), Fe(OH)3 o γ-FeOOH (-0.24 V). Al invertir el barrido, se observaron dos picos catódicos en-0.7 V y -0.86 V atribuidos a la reducción de especies de Fe(III) y especies de Fe(II),respectivamente. En SSP + Cl- el barrido debe invertirse a potenciales más negativos para evitar elataque localizado. En SSP + Cl- + SiO32- se observan corrientes anódicas mayores que en presenciade cloruros en la región entre -0.9 y -0.8 V indicando que algún proceso diferente está ocurriendoen esta región. Además, es posible invertir el barrido a potenciales mayores, en clara evidencia deque los iones silicato son potenciales inhibidores de la corrosión.17° Congreso Internacional de Metalurgia y MaterialesCONAMET-SAM18-20 de Octubre de 2017Copiapó-ChileLos Ecorr, medidos luego de 24 horas de inmersión en las tres soluciones de interés, se muestran enla Tabla 1, junto con valores característicos de las curvas de polarización. En SSP + Cl- el acero seencuentra pasivo, sin embargo esta película pasiva se rompe localmente al polarizar anódicamente.La presencia de iones silicato inhibe el picado, permitiendo polarizar hasta potenciales cercanos a0.6 V sin que aparezca evidencia de corrosión localizada y confirmando su potencialidad comoagentes inhibidores.Tabla 1. Valores característicos de las curvas de polarización registradas a 0.1 mV/s:potencial de circuito abierto (Ecorr), potencial de picado (EPIC) y corriente de pasivación(iPAS).Solución Ecorr/mV EPIC/mV EPIC-OCP/mV iPAS/μA cm-2SP -208±22 -- -- 0.7±0.1SSP + Cl- -229±51 6±64 182±81 5.4±2.6SSP + [SiO32-]/[Cl-]=1 -328±59 -- -- 1.3±0.7Palabras clave: hormigón, inhibidores, picado, cloruros, silicatosArea 2 Materiales y manofactura. 5. Corrosión, protección y electroquímica.Tipo de presentación: poster.Referencias:[1] Sarver E., Edwards M (2012). Inhibition of copper pitting corrosion in aggressive potablewaters. 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