Estudio de la resistencia al ataque físico por sulfatos en un concreto liviano con arcilla expandida (2023)
Diversas investigaciones experimentales han comprobado la vulnerabilidad de los materiales de construcción base cemento al ataque de agentes agresores capaces de ingresar al material por mecanismos de transporte como la conductividad hidráulica, la sorcibilidad y la difusión, y posteriormente reaccionar con los compuestos allí presentes o simplemente alojarse en los espacios disponibles formando fases que causan deterioro físico. En el concreto, la formación de fases de sulfato de sodio cristalizadas en los poros es responsable del deterioro conocido como ataque físico por sulfatos (PSA), el cual está influenciado por la distribución, tamaño e interconexión de los poros. Así las cosas, el deterioro del concreto por PSA está relacionado con la conductividad hidráulica del concreto. Este fenómeno ha sido ampliamente estudiado en concretos convencionales, pero poco se ha evaluado en los concretos livianos. Es por esto que, es de interés en este caso observar el fenómeno en concretos livianos con arcilla térmicamente expandida (ATE). En este trabajo, se emplearon concretos livianos con relaciones agua/cemento de 0,49, y 0,45 que fueron sometidos a 90 ciclos de temperatura entre 5 y 30 ℃, en una solución de sulfato de sodio al 30%, método que ha sido reportado como una de las exposiciones más severas debido a la rápida cristalización de la mirabilita. Los métodos de evaluación se basaron en el cambio de masa y la apariencia visual en contraste con propiedades físicas, como resistencia a compresión, densidad de equilibrio, sorcibilidad, porosidad abierta y permeabilidad del concreto al agua. Adicionalmente se empleó microscopía electrónica de barrido y técnicas de caracterización como fluorescencia de rayos X, y difracción de rayos X. Los resultados mostraron que el agregado liviano no incide en el deterioro del concreto atacado por sulfatos, sino que esto depende directamente de la calidad de la pasta de concreto y de su capacidad para transportar agentes dañinos, en este caso el sulfato de sodio. El sistema interno alveolar presente en el agregado liviano térmicamente expandido no propicia la formación de cristales en su interior, dado que contribuyen a la reducción de la ITZ y el refinamiento de poros en la pasta del concreto contigua a las ATE. Una menor relación agua/cemento en el concreto liviano mejora el desempeño de la pasta a través de la reducción en la porosidad y conductividad hidráulica, por lo tanto contribuye a retrasar el daño por PSA, aunque no evita la formación de yeso que puede ser el principio del deterioro por ataque químico por sulfatos, dado que continua habiendo disponibilidad de hidróxido de calcio (CH) para reaccionar con el sulfato. Por otro lado, el uso de metacaolín puede controlar el daño físico ocasionado por fenómeno PSA y la formación de yeso que conlleva a reacciones químicas que causen el deterioro del concreto. (texto tomado de la fuente)