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Los aceites y grasas vegetales y animales son productos naturales compuestos principalmente de glicéridos, u otros esteres, o de los miembros más altos de la serie de ácidos grasos, pero en algunos casos ellos tambien contienen cantidades importantes de alcoholes y ácidos grasos libres. Algunos aceites vegetales contienen pequeñas cantidades de ácidos grasos libres produciendo deterioro lento de la superficie del concreto.

El glicerol (o glicerina en nomenclatura comercial) es el principal constituyente alcohólico de aceites y grasas y él se presenta, por ejemplo, como estearato de glicerina (estearina) en sebos y mantecas; como

palmito de glicerina (palmitín) en aceite de palma, y como oleato de glicerina (olein) en el aceite de oliva. La glicerina, la cual es soluble en agua, ataca al concreto lentamente por reacción y con disolución del hidróxido de calcio.

Los aceites de origen vegetal, aún cuando sean frescos, usualmente contienen cantidades apreciables de ácidos grasos libres. Las grasas animales, cuando están frescas, generalmente contienen pequeñas cantidades de ácido libre, pero el volumen se incrementa con la exposición a la atmósfera. La ranciedad consiste en el desarrollo de determinados ácidos grasos libres oxidados presentes en aceites y grasas.

Las glicerinas y otros esteres son rotos por hidrólisis en sus constituyentes alcohol y componentes ácidos. Este proceso, conocido como saponificación, puede ser producido por soluciones ácidas o alcalinas. Cuando los aceites toman contacto con el concreto, la cal libre presente en el cemento fraguado saponifica el material, formando una sal cálcica del ácido graso y liberando el alcohol polihídrico. Este alcohol, por si mismo, puede a menudo reaccionar con la cal.

Así con la oleina se forma calcio oleico y glicerina, y esta última reacciona en el futuro con más cal para formar glicerina cálcica. Este es un ejemplo típico del mecanismo de acción destructiva de los aceites y grasas saponificados sobre el concreto. Si también están presentes ácidos libres, como es a menudo el caso, ellos también atacan al concreto para formar sus sales de calcio.

Los aceites animales frescos contienen pequeñas cantidades de ácido, pero los aceites animales rancios contienen una cantidad considerablemente mayor y son corrosivos. Los aceites de pescado pueden ser más corrosivos que los aceites animales.

Los ácidos orgánicos de origen industrial pueden producir daños superficiales en el concreto, pudiendo producir daños serios en los pisos aún cuando el conjunto estructural no sea afectado.

Las soluciones azucaradas son deteriorantes, especialmente sobre concreto muy nuevo. Una concentración del 3% puede corroer en forma

gradual el concreto. Una pequeña cantidad de azucar en el agua de la mezcla podría retardar significativamente o inhibir la fragua.

2.8.- LEXIVIACION

Las aguas blandas, es decir aquellas que tengan pocas impurezas (p.e., aguas libres de sales; aguas de condensación industrial; aguas de fusión de glaciares, nieve o lluvia; y algunas aguas de pantano o subterraneas), disuelven los compuestos cálcicos del concreto de igual manera que los ácidos; y por lo tanto, el resultado es la descomposición y lixiviación de la pasta endurecida.

Así, la lixiviación resulta ser una forma suave de desarreglo que ocurre cuando el agua disuelve componentes en el concreto. El cemento Pórtland hidratado contiene hasta 25% a 30% de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, el cual es soluble en agua. Este componente, con mucha probabilidad, será lixiviado desde el concreto. Debido a que el hidróxido de calcio es más soluble en agua fría, el agua que viene de los riachuelos de las montañas es más agresiva que el agua más caliente.

La lixiviación del hidróxido de calcio que contiene el concreto, es decir la disminución de su contenido de CaO, trae como consecuencia la degradación de otros componentes de la pasta hidratada (silicatos, aluminatos y ferritos), y por ello el concreto pierde resistencia y se desintegra.

La lixiviación produce una apariencia arenosa en las superficies expuestas de concreto de los revestimientos de canales, canalones o tuberías. Si el agua pasa a través de grietas o juntas, la lixiviación también puede erosionar el concreto interno.

En el concreto poroso, con una alta relación agua/cementante, la lixiviación puede remover suficiente hidróxido de calcio para reducir la resistencia del concreto. Sin embargo, generalmente es sólo un problema cosmético.

Puede obtenerse adecuada protección contra ataques moderados de ácidos si se tiene un concreto denso de baja relación agua-cementante, el cual ha sido adecuadamente hidratado mediante un curado conveniente.

Ningún concreto puede resistir largo tiempo el ataque por aguas con una alta concentración de ácidos. En estos casos es recomendable un recubrimiento de la estructura, o un tratamiento superficial adecuado. Puesto que ningún concreto de cemento portland es totalmente inmune al ataque de ácidos, los aditivos pueden usarse sólo para disminuir la tasa de deterioro.

Los aditivos reductores de agua, incluyendo los superplastificantes, reducen la relación agua-cemento, y por lo tanto, la permeabilidad. Sin embargo, a medida que el concreto se deteriora, nuevas superficies están expuestas al ácido, especialmente cuando los productos de la reacción son solubles. Los ácidos oxálico y fosfórico forman productos de reacción insolubles que no se pueden quitar fácilmente. Para los concretos expuestos a estos ácidos, al reducir la permeabilidad con aditivos tales como reductores de agua o puzolanas, se puede incrementar la vida de servicio.

Determinados materiales puzolánicos, especialmente las microsílices, incrementan la resistencia del concreto a los ácidos. En todos los casos, sin embargo, el tiempo de exposición a los ácidos deberá ser minimizado, si ello es posible, y la inmersión deberá ser evitada.

Los concretos preparados con cementos que no son hidráulicos, independientemente de su composición, deberán tener alta resistencia a aguas ácidas con pH de 3 ó menor. En tales casos deberá emplearse un tratamiento o un sistema de barrera protectora. Se recomienda emplear las recomendaciones dadas por el ACI 515.1R para sistemas de barreras protectoras del concreto de la acción de diversos químicos.

También se ha empleado microsílices para mejorar la resistencia al ataque de ácidos, convirtiendo al hidróxido de calcio en CSH, y reduciendo la permeabilidad del concreto. En estudios de laboratorio se ha empleado hasta 30% de microsílice en peso del cemento, lográndose incrementar la resistencia de concretos a algunos ácidos.

Sin embargo, inclusive las grandes dosis de microsílice no mejoraron marcadamente la resistencia a los ácidos. Las probetas conteniendo 25% de microsílice fallaron después de solamente 5 ciclos en una solución del 5% de ácido sulfúrico, y las probetas con 30% de microsílice soportaron únicamente 32 ciclos en una solución de ácido sulfúrico.

2.10.- CONCLUSIONES

El análisis anterior permite llegar a las siguientes conclusiones:

a) El concreto de cemento portland no resiste bien los ácidos. Sin embargo, la velocidad con que los ácidos destruyen el concreto depende de:

.- La resistencia a ácidos y su concentración. .- Temperatura de la solución del ácido.

.- Condiciones de exposición a soluciones estáticas o movibles.

.- Solubilidad de productos de reacción.

b) Los ácidos sulfúrico, hidroclorídrico y nítrico, son fuertes y altamente agresivos. La agresividad se incrementa al aumentar la concentración y la temperatura del ácido.

c) Las soluciones movibles son más agresivas que las soluciones estáticas, debido a que constantemente nuevo ácido llega a estar en contacto con el concreto.

d) Los ácidos que forman los productos solubles de reacción, generalmente son más agresivos que los ácidos que forman productos insolubles de reacción.

Igualmente se sabe que el ácido ataca al concreto disolviendo los productos de hidratación del cemento o a través de reacciones químicas ácido-base. El hidróxido de calcio, el producto de reacción que se disuelve más rápidamente, es atacado aún por las concentraciones suaves o bajas de soluciones de ácido. Los ácidos más fuertes y más concentrados atacan a

todos los hidratos de silicato de calcio.

Dado que ningún concreto de cemento portland es totalmente inmune al ataque de ácidos, los aditivos pueden usarse sólo para disminuir la tasa de deterioro. Los aditivos reductores de agua, incluyendo los superplastificantes, reducen la relación agua-cemento y, por lo tanto, la permeabilidad. Sin embargo, a medida que el concreto se deteriora, nuevas superficies están expuestas al ácido, especialmente cuando los productos de la reacción son solubles.

Los ácidos oxálico y fosfórico forman productos de reacción insolubles que no se pueden quitar fácilmente. Para los concretos expuestos a estos ácidos, la permeabilida del concreto se reduce con aditivos tales como reductores de agua o puzolana.

Las microsílices tienen un campo de acción diferente al sumar su notable incremento de la impermeabilidad, a su disminución de porosidad, y significativo aumento de la resistencia. Por su importancia en el control del ataque por ácidos se las trata con mayor detalle en el Anexo 1.

Finalmente conviene indicar que antes de decidir el uso de una combinación de aditivos para mejorar la resistencia al ataque químico en general y el ataque por ácidos en particular, se sugiere las pruebas en servicio. Las pruebas de diferentes combinaciones en instalaciones existentes, pueden proporcionar datos que ayudarán a cuantificar los efectos del aditivo en el rendimiento. Estos datos pueden ser empleados para determinar si algún incremento en la vida de diseño del concreto es lo suficientemente significativo para justificar el costo agregado del aditivo usado.