Causas del deterioro del hormigón
El deterioro de las estructuras modernas de hormigón y asfalto se debe a la presencia de trazas de materia orgánica.
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Hay inventos o descubrimientos que pueden ahorrar millones de euros de dinero público si son de aplicación en determinados ámbitos, como en las obras públicas.
El deterioro de calles y carreteras, por ejemplo, exige que se gaste mucho dinero en mantenimiento e incluso puede usarse como excusa a la hora de cobrar peajes en carreteras que antes eran de uso gratuito, aunque pagadas con impuestos.
Ahora unos científicos han revelado que el deterioro de las estructuras modernas de hormigón y asfalto se debe a la presencia de trazas de materia orgánica en estas estructuras.
El cemento y el asfalto son vitales para los materiales de construcción modernos. El cemento se usa para la construcción de edificios y estructuras, como pueden ser los puentes. Por otro lado, el asfalto se usa principalmente para carreteras y pistas de aterrizaje. Ambos se han utilizado ampliamente para estos fines desde el siglo XIX. Pero, se ha observado que las estructuras modernas de hormigón y/o asfalto tienden a deteriorarse mucho más rápido que las estructuras históricas. Hasta ahora se desconocía la razón de este fenómeno.
Un equipo de científicos de seis instituciones, incluido Akihiro Moriyoshi (Universidad de Hokkaido), ha revelado que la presencia de trazas de materia orgánica en las estructuras modernas de hormigón y pavimentos de asfalto conduce al deterioro de estas estructuras. Sus hallazgos, que incluyen métodos novedosos para evaluar el deterioro, se han publicado en la revista PLOS ONE.
El deterioro de las estructuras modernas de hormigón y los pavimentos de asfalto es un problema importante. Las características que indican el deterioro incluyen grietas, disgregación (descomposición en un polvo blanco fino) y delaminación (separación en capas). Estas estructuras deterioradas no son seguras para los fines previstos. Este rápido deterioro reduce la vida útil de las estructuras, lo que aumenta los costos de mantenimiento o reemplazo.
Los investigadores implicados se propusieron desarrollar un nuevo método para evaluar la tasa de deterioro del hormigón. El método actual se basa en el ancho de las grietas superficiales en el hormigón y en una prueba química simple. Sin embargo, esto solo ofrece una imagen incompleta del nivel de daño existente. Durante sus experimentos estos investigadores notaron que se desarrollaba un olor extraño cuando se mezclaba cemento comercial con agua. Plantearon la hipótesis de que la materia orgánica era responsable del olor e investigaron el efecto que tiene en el deterioro del hormigón.
Los científicos desarrollaron un aparato de laboratorio que permitía reproducir con precisión las condiciones ambientales a las que están expuestas las estructuras de hormigón y los pavimentos de asfalto en el mundo real durante un período de 24 horas. Este método se puede utilizar para evaluar la extensión precisa del daño cuando se combina con tomografías computarizadas. Probaron una variedad de muestras de asfalto de Japón que datan de 1960. También ensayaron varias muestras de hormigón de todo el mundo y se utilizó como referencia una muestra de hormigón de hace 120 años.
Los científicos demostraron que hay una serie de moléculas orgánicas de diversas fuentes que están presentes en las modernas estructuras de hormigón y pavimentos asfálticos: ftalatos, partículas de escape de diésel, tensioactivos y líquidos limpiaparabrisas. Estas moléculas se introducen durante el proceso de fabricación o se absorben del medio y provocan un rápido deterioro de estas estructuras. El contenido de estas sustancias no es muy alto. En concreto, el contenido de ftalatos, compuestos de fosfato y agentes reductores de agua presentes en los cementos disponibles comercialmente son del 0,0012%, 0,12% y 0,25% respectivamente. Sin embargo, es suficiente como para producir los daños señalados.
De la materia orgánica presente en el cemento, los ftalatos tienen el mayor efecto sobre el deterioro, más que los fosfatos y los agentes reductores de agua. La materia orgánica del agua acelera el deterioro de los pavimentos asfálticos. Los científicos también demostraron que el ancho y la longitud de la grieta es el mejor determinante del daño del hormigón, mientras que el grado de formación de amorfización es el mejor determinante del deterioro. Creen que sus hallazgos se pueden utilizar para desarrollar fórmulas novedosas para estructuras de hormigón y pavimentos de asfalto de larga duración.
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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Akihiro Moriyoshi.
7 Comentarios
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jueves 20 mayo, 2021 @ 11:28 am
No puedo negar que esas experiencias hayan dado con la causa última de esos deterioros, pero no mencionar la más común y patente en el hormigón armado que es la oxidación de la malla metálica, como ya parece haberse probado con metales más resistentes a ello como el bronce en construcciones de hace algunos miles de años cuando se usaban grapas de esta aleación para unir las piedras, consiguiendo con ello grandes alturas, me parece despreciar lo obvio.
viernes 21 mayo, 2021 @ 6:02 pm
Para mí, aparte de los problemas de calidad del cemento, hay una grande y general causa de fallo en los hormigones armados o no: la falta ( o exceso) de agua en su fraguado o, en general, un fraguado defectuoso. En cuanto se crea una grieta, basta una, la primera, la dinámica frío calor, los esfuerzos alternados, etc. la agrandan inexorablemente. Si hay armadura de acero, el oxígeno penetra y la oxida, el agua la corroe , y ya es irremediable el proceso. El hormigonado perfecto no existe, sobre todo si el técnico no conoce el oficio, el obrero incumple los procedimientos , el agua es muy dura o no se suministra la necesaria, el cemento tiene impurezas, hiela, o se nos ha caído un papel en la hormigonera… como con la tortilla de patata, la perfección en el hormigón no existe. Excepto, tal vez, durante el Imperio Romano, en cuyos monumentos aun resiste.
sábado 22 mayo, 2021 @ 11:20 am
No te refuto, amigo «petrus», pero lo que dices de la persistencia del hormigón romano, me recuerda que no utilizaron nunca acero y, eso me parece muy importante, sin desdeñar las impurezas de las que hablas; tampoco las que menciona el articulo: vamos, que no permitían que se les cayese alguna miga de pan o de tortilla en la masa, pero sí admitían guijarros, trozos de cerámica y cosas así, sin que ello haya tenido graves consecuencias.
Abrazos.
domingo 23 mayo, 2021 @ 10:36 am
También otra observación: solo lo utilizaron trabajando a compresión, no a tracción (porque la flexión incluye tracción), que puede ser la causa de su longevidad.
lunes 24 mayo, 2021 @ 1:08 pm
En el fondo de muchos de estos problemas, si se hurga con detenimiento, suele aparecer el aprovechategui de turno, ese que deja la máquina sin vigilar, echa áridos baratos descontrolados, te cuela cemento viejo entre el que está en buen estado, todo para arañar unos dólares… . Lo siento, pero es que soy muy desconfiado, sobre todo después de ir viviendo…
lunes 24 mayo, 2021 @ 10:05 pm
Hablando con un constructor de mi pueblo del tema, me dijo que en los años 70 los hierros de las armaduras venían enrollados en un camión y se cortaban conforme hacían falta, cuenta que era un hierro dulce que se oxida a con facilidad y no acero como ahora, más resistente.
Yo recuerdo haber visto los camiones con los hierros enrollados de pequeño.
martes 25 mayo, 2021 @ 10:35 am
Es que la construcción dio entrada a muchos, que de la dura y sabia agricultura se pasaron a la mucho más rentable edificación. No creo que nuestro compatriota, el famoso Pocero, llegase del agro, pero sí del subsuelo y, aunque todo quisque tiene derecho a progresar, parece ser que sus métodos y conocimientos no debieron ser suficientes para construir acertadamente, aunque sí para ganar lo suficiente.