INVESTIGADORES
VALCARCE Maria beatriz
congresos y reuniones científicas
Título:
Películas pasivas sobre acero al carbono en solución simuladora de poro conteniendo cloruro y fosfato
Autor/es:
L. YOHAI; M. VÁZQUEZ; M.B. VALCARCE
Lugar:
La serena
Reunión:
Congreso; XXI Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2014
Resumen:
Para la construcción de estructuras de hormigón armado se
emplean como refuerzos barras de acero al carbono que están protegidas contra
la corrosión porque la superficie del metal se halla en estado pasivo. Sin
embargo, la difusión de agentes agresivos compromete la pasividad [1], aún en medio alcalino. Este es el caso de los iones
cloruro, que una vez sobre la superficie del metal son responsables del inicio
de la corrosión localizada [2]. En este contexto, adquiere relevancia el estudio de los
iones fosfato como inhibidores de la corrosión, que no dañan el medio ambiente.
En una solución de poros que simula un hormigón de buena calidad (SSP pH=13)
contaminado con iones cloruro, los iones fosfatos inhiben el picado [3]. Para explicar el efecto inhibitorio de los iones fosfato, se ha propuesto
una estructura doble para la película pasiva, en la que la capa más externa
estaría compuesta por fosfatos de hierro y la más interna por magnetita. La
capa externa evitaría la degradación de la capa interna de magnetita por acción
de los iones cloruro, y limitaría la difusión de oxígeno hacia la interfase
metal-óxido [3]. El objetivo de este trabajo consiste en realizar una caracterización
exhaustiva de la película pasiva en cuanto a su resistencia al ataque por
picado. Se buscará relacionar esta mayor resistencia a la corrosión localizada,
con los cambios en composición y morfología de la película pasiva, cuando el
inhibidor está presente.
Para los ensayos se emplearon electrodos y cupones
de acero al carbono que fueron sumergidos en SSP contaminada con [Cl-]= 0.3 mol L-1 de manera tal
que [Cl-]/[OH-]=3. La concentración de inhibidor empleada
fue 0.3 mol l-1 PO43- siendo la relación [PO43-]/[Cl-]=1.
Para evaluar la resistencia al picado se obtuvieron curvas de polarización
anódica. Para evaluar los cambios en composición y morfología se empleó la técnica de espectroscopía
fotoelectrónica de rayos X (XPS).
Los resultados indican que en presencia de iones fosfato el ataque por
picado resulta completamente inhibido. En los espectros XPS se identificaron los
picos Fe2p, P2p y O1s. Para evaluar en profundidad, los cambios en composición,
se realizó un decapado con argón y se siguió la evolución del pico Fe2p. Los resultados indican que el espesor de la
película pasiva siempre es menor a 10 nm. Cuando el inhibidor está presente, la
relación de intensidades de los picos muestra que la cantidad de óxidos de
hierro respecto a la cantidad de Fe0 disminuye, por lo que la
película pasiva es más delgada. El pico Fe2p se corre a valores de energía
(B.E) menores, indicando una mayor participación de compuestos de Fe(II) en la
superficie. El pico P2p indica que el fósforo se encuentra incorporado como
fosfato en la película superficial. Por otro lado el pico O1s presenta dos
contribuciones, atribuidas a la presencia de óxidos y fosfatos de hierro. Al
decapar con Ar, se observa que la concentración de Fe(III) decrece hacia la
interface óxido/metal, indicando que la capa interna de la película pasiva esta
principalmente compuesta por óxidos de Fe(II), mientras que la capa más externa
está constituida por óxidos y fosfatos de Fe(II) y Fe(III). Los resultados obtenidos
indican que la resistencia al ataque por picado puede atribuirse al desarrollo
de una película pasiva de estructura doble compuesta por fosfatos de hierro y
magnetita.
Referencias
[1]K. Tuuti, Corrosion of Steel in Concrete, Sweedish
Cement and Concrete Research Institute, 1982.
[2]C.
L. Page and K. W. J. Treadaway, Nature; 297 (1982) pag.109-115.
[3]L.
Yohai, M. Vázquez and M. B. Valcarce, Electrochim. Acta; 102 (2013) pag.88-96.