Estado de conservación de hormigones estructurales en ambientes urbanos, rurales y marinos de la ciudad de Bahía Blanca y su zona de influencia

Abstract

Se evaluó el estado de conservación de estructuras de hormigón sometidas a diferentes condiciones ambientales y se analizó la correlación entre el ambiente de exposición y su correspondiente vida útil. Con el fin de determinar los factores que afectaron la durabilidad del hormigón, se relevaron obras de diferente tipología estructural y edades variables, empla-zadas en ambiente urbano, rural y marino de la ciudad de Bahía Blanca y su zona de influencia. Se realizó una ins-pección visual con registro fotográfico y se evaluaron las manifestaciones patológicas exhibidas por las diferentes es-tructuras (fisuras, delaminación, pérdidas del recubrimiento, oquedades, exudados, desarrollo de productos de neoforma-ción, estrechamiento de juntas, desarrollo de reacciones dele-téreas como RAS, ataque por sulfato, cloruros, carbonata-ción). Se caracterizó el hormigón a través de ensayos físicos y mecánicos sobre muestras y/o testigos extraídos en cada una de las obras. Se realizaron estudios petrográficos para identificar los minerales y rocas que constituyen los agrega-dos finos y gruesos en los hormigones estudiados y determinar si existen componentes potencialmente deletéreos. Se obser-varon las muestras de hormigón con estereomicroscopio para evaluar su estado general, desarrollo de fisuras, manchas blanquecinas, cristalización de sales, presencia de geles, desarrollo de coronas de reacción en la zona de contacto con las partículas de agregado. Se confeccionaron secciones delgadas para su estudio con microscopio de polarización a fin de determinar el grado de alteración, reacciones de borde entre el agregado y la pasta, estado del mortero, presencia de microfisuras, carbonatación. Cuando se observaron productos de neoformación, se separaron para su posterior estudio por técnicas analíticas específicas como difractomería de rayos X y microscopía electrónica de barrido (SEM/EDS). Mediante la primera se identificaron materiales cristalinos tales como sulfatos (ettringita: Ca6Al2(SO4)3(OH)12.26H2O), carbonatos (calcita: CO3Ca); aluminosilicatos (ceolitas), portlandita (Ca(OH)2), brucita (Mg(OH)2) y productos de oxidación de las armaduras de refuerzo como hematita (Fe2O3), akaganeita (FeO(OH) y lepidocrocita (FeOOH). Se realizó una evaluación global de la información recogida en cada una de las obras estudiadas y se elaboraron conclu-siones tendientes a diagnosticar las diferentes patologías del hormigón estructural, su vínculo con los materiales que lo componen, su ejecución y la influencia de la acción del medio ambiente en la durabilidad del hormigón. Se hicieron reco-mendaciones sobre los aspectos necesarios a tener en cuenta en el diseño estructural y en la práctica constructiva de nuevas obras de hormigón, bajo condiciones ambientales similares a las estudiadas.

The deterioration state of concrete structures exposed to different environmental conditions was evaluated and the correlation between the environmental exposure and its corresponding service life was analyzed. To determine the factors affecting the concrete durability, an extensive survey of structures of different age and typology, located in urban, rural and marine environments of Bahía Blanca city and its zone of influence, was undertaken. A visual survey with photographic records was made and the pathological manifestations shown in the different struc-tures (cracks, delaminating, coating losses, voids,reaction products, joint narrow, development of deleterious reactions like ARS, sulphate attack, chlorides, carbonata-tion) were evaluated. The concrete was characterized through physical and mechanics tests on samples and/or cores obtained in each structure. Petrographic studies were made in order to identify minerals and rocks that constitute the coarse and fine aggregates in the concretes studied and determine if potentially deleterious compo-nents were present. The concrete samples were observed with stereomicroscope in order to evaluate their general state, development of fissures, white products, salts crystallization, gels presence, reactions rims in the contact zone with the aggregate particles. Thin sections were made for their study with polarization microscope in order to determine the alteration degree, rim reactions between aggregate and paste, state of the mortar, presence of microcracks, carbonatation. The reaction products, when their were observed, were separated to be studied with analytical specific techniques such as X ray diffraction and scanning electronic microscope (SEM/EDS). By means of the first, crystalline minerals like sulfates (ettringite: Ca6Al2(SO4)3(OH)12.26H2O), carbonates (calcite: CO3Ca); aluminosilicates (zeolites), portlandite (Ca(OH)2),brucite (Mg(OH)2) and oxidation products of the reinforcement like hematite (Fe2O3), akaganeite (FeO(OH) y lepidocrocite (FeOOH), were identified. A global assessment of the infor-mation of the studied structures was made and conclusions were elaborated to diagnose the different pathologies in the structural concrete, their relationship with the mate-rials, the construction and the influence of the envi-ronments action in the concrete durability. Recommenda-tions were made about the aspects necessaries to be consi-dered in the structural design and construction practice of new structures in similar environmental conditions as those studied.