Custom Risk-Tolerances

Durante el proceso de degradación se tomaron muestras de los diferentes medios agresivos, a intervalos sucesivos de tiempo, tal y como se indicó en el apartado 3.3.1. La caracterización realizada fue la determinación del pH y del contenido de Ca2+.

Variación del pH

En las siguientes figuras (Figura 4-12, Figura 4-13 y Figura 4-14) se pueden ver las variaciones del pH de los medios agresivos, durante la realización del ensayo de degradación acelerada. Todas las muestras presentan un rápido incremento del pH, pasando de 4.5 a una valor cercano a 7.5, en las primeras 24 horas, tras las cuales, el pH sigue incrementándose hasta alcanzar un valor asintótico, cercano a 8.

Figura 4-13 - Variación del pH con el tiempo de degradación de muestras con relación a/c 0.5.

Figura 4-14 - Variación del pH con el tiempo de degradación de muestras con relación a/c 0.6.

Se puede apreciar como existen pocas diferencias entre las muestras de las diferentes relaciones a/c. El fuerte incremento que se observa aproximadamente a las 50 horas, en la muestra del cemento

tipo III con relación a/c 0.4 (Figura 4-12), se desvía claramente del comportamiento de las otras muestras y puede ser debido a un fallo en el sistema de adquisición de datos. La variación de pH observado está directamente relacionada con el proceso de descalcificación, al ser éste básicamente una reacción ácido-base, en la que la solución básica de la fase acuosa de los poros, es neutralizada por el medio agresivo, más ácido que esta. El pH del medio se incrementa en el momento que se introducen las muestras en el medio agresivo, al tener lugar la neutralización de los iones OH-, de la fase acuosa de los poros con los iones H3O+ presentes en el medio agresivo.

La estabilización del pH que se aprecia está relacionada con el proceso iónico de difusión. La difusión requiere que se mantenga la electroneutralidad del sistema, por lo que junto con la difusión de los iones OH- y H3O+, se produce la difusión de otros iones en disolución. El calcio es el

componente mayoritario de las diferentes fases que componen la matriz cementicia, por lo que la difusión del resto de iones puede ser despreciada, en presencia de difusión del Ca2+ [70]. En comparación con los iones OH- y H3O+, la difusión del ión Ca2+ es muy lenta (los coeficientes de

difusión son, respectivamente, 53·10-6, 93·10-6 y 8·10-6 cm2/s [176]), por lo que esta controlará la cinética del proceso de degradación. El ataque de la capa superficial de las muestras provoca el rápido incremento del pH. En cuanto entra en juego la difusión del ión Ca2+, se ralentiza el proceso.

Variación del contenido de calcio

La variación del contenido de calcio en el medio agresivo en función del tiempo de degradación se puede ver en las siguientes figuras (Figura 4-15, Figura 4-16 y Figura 4-17). De nuevo, las variaciones que se producen en el contenido de calcio al variar la relación a/c, son prácticamente despreciables. Por último indicar el agrupamiento de las muestras de los diferentes cementos, de forma que se puede hacer una gradación cualitativa del contenido de calcio disuelto: CEM I > CEM II/A ≈ CEM II/B > CEM III ≈ CEM IV. Atendiendo a los datos disponibles de los diferentes cementos de partida, mostrados en el apartado 4.1.2, parece que las muestras se agrupan en función del contenido de clínker de cada cemento.

Figura 4-15 - Variación de [Ca2+](disol) con el tiempo de degradación de muestras con relación a/c 0.4.

Figura 4-17 - Variación de [Ca2+](disol) con el tiempo de degradación de muestras con relación a/c 0.6.

Esta situación ha sido descrita anteriormente en la bibliografía [121], mostrando que la cantidad de calcio disuelta es función del contenido de CaO del cemento empleado. Esto puede ser comprobado fácilmente, promediando el contenido de calcio disuelto por la concentración de CaO en el clínker,

Lk, de cada cemento empleado, como se ve en las siguientes figuras (Figura 4-18, Figura 4-19 y

Figura 4-20). Es en las muestras del cemento tipo IV en las que el contenido de calcio que pasa al medio es mayor, lo cual puede indicar que el calcio disuelto es superior a la concentración de CaO en el clínker.

Figura 4-18 - Variación de [Ca2+](disol), promediado por Lk, de muestras con relación a/c 0.4.

Figura 4-20 - Variación de [Ca2+](disol), promediado por Lk, de muestras con relación a/c 0.6.

Si empleamos como factor de promediado la concentración de CaO en el cemento, Lc, que tiene en

cuenta todos los componentes del cemento (clínker, adición y filler) obtenemos los resultados mostrados en las siguientes figuras (Figura 4-21, Figura 4-22 y Figura 4-23).

Figura 4-21 - Variación de [Ca2+](disol), promediado por Lc, de muestras con relación a/c 0.4.

Figura 4-23 - Variación de [Ca2+](disol), promediado por Lc, de muestras con relación a/c 0.6.

Se aprecia como el contenido de calcio que pasa a disolución en las muestras de los cementos tipo I, II/A y II/B, al realizar el promediado con la concentración de CaO en el cemento, es prácticamente similar. A la vista de estos resultados se puede establecer un ordenación cualitativa del grado de degradación, por tipo de cemento: CEM I ≈ CEM II/A ≈ CEM II/B > CEM IV > CEM III. Estos resultados y los mostrados en el apartado 4.1.3 parecen indicar que las características de la matriz cementicia de las muestras del cemento tipo III resisten mejor el proceso de degradación.