Carbonatación. Un problema serio en el hormigón armado

El hormigón visto


El hormigón ha pasado de ser mero elemento estructural a jugar un papel destacado en el diseño arquitectónico. Tanto en elementos realizados en obra como en paneles prefabricados, se juega cada vez más con el concepto del hormigón visto, combinando funciones estructurales y estéticas. Se emplea en su color natural o también pigmentado en masa. La pigmentación en masa entraña múltiples variables que hacen impredecible el resultado cromático después del curado. La dosificación de los distintos componentes, temperatura, humedad ambiental, espesor de capa… la complejidad de los factores que influyen en la coloración final convierte el concepto del hormigón visto en un juego de azar. Un problema habitual en la puesta en obra son las destonificaciones y manchas, ya sean producidas por óxidos, aditivos, desencofrantes, eflorescencias de carbonatos, etc. Cuando las deficiencias estéticas son importantes, se necesita un recubrimiento que disimule los cambios de tonalidad; o bien proporcione adicionalmente un efecto estético atractivo, combinando texturas y colores. El hormigón sufre el paso del tiempo. La superficie exterior está sometida a múltiples factores ambientales. Los cambios de temperatura y humedad, partículas orgánicas e inorgánicas suspendidas en el aire, la contaminación atmosférica, pueden provocar desgaste y envejecimiento del material. Estos factores pueden verse agravados por errores en el diseño o en la puesta en obra del hormigón. La erosión provocada por efecto del agua, va eliminando las partículas más finas de la masa de hormigón, aumentando su porosidad. De esta forma, crece la absorción de agua, que a su vez arrastra al interior, partículas contaminantes del ambiente. Los microorganismos, esporas de algas y hongos, empiezan a poblar la superficie y van dejando una pátina de suciedad. Tanto en obra nueva como en edificios antiguos, se necesitan, por tanto, tratamientos que contrarresten o retarden este envejecimiento.

La carbonatación


La carbonatación es una de las posibles patologías del hormigón. Es un proceso lento en el que la portlandita (cal apagada o hidróxido cálcico) del cemento hidratado y endurecido reacciona con el dióxido de carbono del aire formando carbonato cálcico. Esta reacción necesariamente se produce en medio acuoso, ya que el dióxido de carbono reacciona, en primer lugar, con el agua formando ácido carbónico, y este ácido es el que reacciona después con el hidróxido de calcio produciendo carbonato de calcio y agua. Este proceso produce un notable descenso del pH haciendo que la armadura del hormigón pierda su protección frente a la corrosión. Con el paso del tiempo, la corrosión de las armaduras (fenómeno expansivo) produce daños en el hormigón y merma la capacidad portante de los elementos estructurales afectados. La hidratación del silicato tricálcico del cemento produce bastante más portlandita que la hidratación del silicato bicálcico, por lo que los hormigones fabricados con cementos con altas proporciones de SC3 son mucho más vulnerables a la carbonatación.En un hormigón nuevo, el pH elevado protege las armaduras contra la oxidación.

La exposición a la intemperie produce una pérdida de alcalinidad en la superficie del hormigón. Este es un proceso natural y, en principio, nada perjudicial. Cuando las armaduras están colocadas a la distancia de la superficie que requiere la norma, el proceso de carbonatación se parará antes de alcanzarlas. Por tanto, en un hormigón de calidad, elaborado conforme a las normas, no se producirán daños más allá de la erosión superficial. Sin embargo, en hormigones de mala calidad o con armadura insuficientemente recubierta, la carbonatación sí puede llegar hasta la armadura. Con un pH inferior a 9,5 se elimina la pasivación existente en la superficie del acero, y en presencia de agua, puede producirse oxidación del mismo. La corrosión del acero en el hormigón es un proceso electrolítico que se produce sólo con presencia suficiente de agua líquida. En zonas de hormigón secas, no habrá daños por oxidación de armaduras, ya que falta el agua necesaria para que se produzca este proceso. Ante el desconocimiento de los mecanismos relacionados con la carbonatación, se suele prescribir indiscriminadamente la aplicación de pinturas anticarbonatación.

Estos revestimientos ofrecen una elevada resistencia al paso de un gas, el anhídrido carbónico (CO2). Para cumplir esta característica, las pinturas anticarbonatación habituales están basadas en polímeros filmógenos, y por tanto con una permeabilidad también al vapor de agua muy limitada. Estos sistemas son difíciles de renovar y aportan, además, un brillo y tacto que altera la estética del hormigón.

Además: Los certificados de resistencia al paso del CO2 se obtienen después de pasar análisis en laboratorio, donde siempre se cuenta con soportes ideales. Para que esta protección sea efectiva también en la práctica (con soportes no idóneos), es imprescindible aplicar previamente un tendido completo con masillas, para tapar todas las coqueras del hormigón – independientemente del tipo de pintura empleado.

Una pintura mineral como Pintasil Starke, por el contrario, es una pintura muy “abierta” y por tanto, tanto al vapor de agua como al CO2.