Carbonatación del hormigón: análisis y fases

La carbonatación es un proceso lento que ocurre en el hormigón, donde la cal apagada (hidróxido cálcico) del cemento reacciona con el dióxido de carbono del aire formando carbonato cálcico. Esta reacción se acentúa cuando se dan unas circunstancias de alta humedad ambiental, ya que el dióxido de carbono reacciona con el agua formando ácido carbónico, y éste reaccionará con la cal apagada, obteniendo como resultado carbonato de calcio y agua. Este proceso provoca una bajada de pH, que provoca  la corrosión de las armaduras de acero y daña las construcciones.

Cabe destacar que las reacciones de carbonatación que se producen en las pastas de cemento Portland, son diferentes a las que se producen en la carbonatación de las pastas confeccionadas con cemento aluminoso.

Así, en las primeras se produce la pérdida de hidróxido de calcio –Ca(OH)2- (principal responsable de la basicidad de la pasta y por lo tanto del ambiente protector que rodea a las armaduras) en favor de la aparición de carbonato cálcico. La presencia o no de este hidróxido de calcio condicionará por lo tanto el pH de la mezcla y el nivel de protección alcalina que ésta proporcione a las armaduras.

Por su parte las reacciones de carbonatación de los cementos aluminosos, afectan a los aluminatos cálcicos hidratados (hexagonales y cúbicos), transformándolos en carbonato cálcico, e hidróxido de aluminio, como ya explicamos en un post anterior. A pesar de los cambios en la estructura interna, no se producirán variaciones importantes en el pH de los hormigones confeccionados con este tipo de cemento.  Lugares de mayor exposición Los elementos de hormigón armado a la intemperie, como balcones, cornisas, vigas o pilares, son los lugares donde con más frecuencia aparecen daños debidos al desprendimiento del hormigón, que tienen su origen, la mayoría de las veces, en la corrosión de sus armaduras.

Estas patologías se manifiestan primero mediante grietas, fisuras o pequeños desprendimiento del hormigón de una forma puntual o longitudinal, dejando las armaduras próximas a la superficie, sin protección, por lo que con el tiempo quedan recubiertas por una película de óxido fácilmente detectable por la aparición de manchas en la zona afectada.

Cuando nos encontremos en situaciones así, antes que nada deberemos cerciorarnos de que se trata realmente de una carbonatación. El procedimiento más común de hacerlo es mediante el test de fenolftaleína. Dicho test consiste en aplicar un líquido químico sobre el hormigón afectado.

Si el hormigón se colorea de rosa significa que esa zona no está carbonatada. Las zonas en las que no aparezca esta coloración rosácea, son las que sí están afectadas por carbonatación.

Fases de desarrollo de la carbonatación:

Fase nº 1. El espesor de carbonatación aún no ha alcanzado la armadura.

Si con el test se comprueba que la carbonatación aún no ha llegado a la armadura, significa que estamos en la fase inicial de la patología y por tanto lo único que debemos tener en cuenta es reparar los daños con mortero hidrófugo y con un revestimiento superficial como puede ser una pintura protectora anticarbonatación. Si tenemos un espesor de carbonatación considerable o algunos elementos del entorno ya están afectados, debemos tener por seguro que si no hacemos nada, la carbonatación seguirá avanzando y, tarde o temprano, sí alcanzará a la armadura.

Fase nº 2. El espesor de carbonatación ha alcanzado la armadura parcialmente.

En el caso de que la armadura esté corroída debemos analizar el grado de afección, comprobando la altura de la corruga y la sección de la armadura. La pérdida de corruga es el inicio del proceso de oxidación de una armadura dado que es lo más superficial del elemento. Con dicha pérdida, lo que recomendamos es, en primer lugar quitar el óxido de las armaduras y protegerlas mediante una pintura anticorrosión. Posteriormente efectuar un puente de adherencia (normalmente con productos especiales a base de cemento), ya que la función de la corruga esa básicamente mejorar la adherencia entre el acero y el hormigón. Por último, reparar el elemento afectado con mortero de reparación estructural.

Fase nº 3. El espesor de carbonatación ha alcanzado la armadura y ésta ha perdido sección.

El principal problema llega cuando la sección de la armadura sí está afectada. En este caso, dependiendo del grado de pérdida se actuará de una forma u otra. Dependiendo de cada caso, se podría desde reforzar la estructura hasta tener que demoler, en el peor de los casos.