Análisis de la influencia de las corrientes de macrocelda en la corrosión de losas de hormigón armado

Abstract

[ES] En la actualidad, el deterioro de las estructuras de hormigón armado debido a la corrosión es un problema de gran importancia en todo el mundo. Las consecuencias del desarrollo de este fenómeno llevan asociados sobrecostes de inspección y mantenimiento, la disminución de su vida útil, deterioros estéticos e importantes impactos medioambientales. Éstas son razones más que suficientes para fomentar el diseño y desarrollo de sistemas integrados de monitorización de la corrosión que permitan definir estrategias de evaluación y mantenimiento adecuados garantizando la seguridad y reduciendo costes. La corrosión es un fenómeno electroquímico que se manifiesta de múltiples maneras en los elementos metálicos. En este trabajo se analizará la corrosión de las armaduras embebidas en hormigón y se prestará especial atención a las corrientes de macrocelda: se analizará la influencia de la ratio cátodo-ánodo y, además, se estudiará como influye al analizar la corrosión total de las armaduras. Para lograr el cometido descrito anteriormente, se fabricaron dos losas de hormigón armado 80cmx32cmx11cm, con diferentes sensores embebidos. El diseño de cada una de las piezas se realizó con armaduras aisladas eléctricamente y con cableado al exterior, permitiendo controlar a voluntad la configuración de la macrocelda. Durante más de 200 días se realizó un seguimiento de la corrosión de los sensores embebidos que se dividió en tres etapas: (a) sistema pasivo; (b) exposición parcial a cloruros; y (c) diferentes configuraciones de macrocelda. A raíz de los resultados obtenidos se pudo cuantificar el valor real de las corrientes de macrocelda y su importancia en los procesos de corrosión total. Además, se plantea una nueva configuración de sensor embebido que considere este fenómeno en los procesos de monitorización y seguimiento de este proceso electroquímico.

[CA] En l'actualitat, la deterioració de les estructures de formigó armat degut a la corrosió és un problema de gran importància a tot el món. Les conseqüències del desenvolupament d'aquest fenomen porten associats sobrecostos d'inspecció i manteniment, la disminució de la seua vida útil, deterioracions estètiques i importants impactes mediambientals. Aquestes són raons més que suficients per a fomentar el disseny i desenvolupament de sistemes integrats de monitoratge de la corrosió que permeten definir estratègies d'avaluació i manteniment adequats garantint la seguretat i reduint costos. La corrosió és un fenomen electroquímic que es manifesta de múltiples maneres en els elements metàl·lics. En aquest treball s'analitzarà la corrosió de les armadures embegudes en formigó i es prestarà especial atenció als corrents de macrocel·la: s'analitzarà la influència de la ràtio càtode-ànode i, a més, s'estudiarà com influeix en analitzar la corrosió total de les armadures. Per a aconseguir la comesa descrita anteriorment, es van fabricar dues lloses de formigó armat *80cmx32cmx11cm, amb diferents sensors embeguts. El disseny de cadascuna de les peces es va realitzar amb armadures aïllades elèctricament i amb cablejat a l'exterior, permetent controlar a voluntat la configuració de la macrocel·la. Durant més de 200 dies es va realitzar un seguiment de la corrosió dels sensors embeguts que es va dividir en tres etapes: (a) sistema passiu; (b) exposició parcial a clorurs; i (c) diferents configuracions de macrocel·la. Arran dels resultats obtinguts es va poder quantificar el valor real dels corrents de macrocel·la i la seua importància en els processos de corrosió total. A més, es planteja una nova configuració de sensor embegut que considere aquest fenomen en els processos de monitoratge i seguiment d'aquest procés electroquímic.

[EN] Nowadays, the deterioration of reinforced concrete structures due to corrosion represents a problem of vast significance worldwide. The consequences of this phenomenon are primarily associated with the increment of costs associated with the inspection and maintenance of these structures, along with a decrease in the durability of buildings. Furthermore, the aesthetic deterioration of the structural elements and the significant environmental impact also play an important role. These are reasons to encourage the design and development of integrated corrosion monitoring systems. They can be used in new or existing reinforced concrete structures, employing tools and methods that provide outstanding safety and precision. Corrosion is an electrochemical phenomenon that manifests itself in many ways in metallic elements. This work will go over corrosion in concrete embedded reinforcements dwelling upon macrocell currents. It will be analyzed the influence of the cathode-anode ratio and the impact of this phenomenon on the total amount of the rebar’s corrosion. To achieve the above-mentioned tasks, two 80cmx32cmx11cm reinforced concrete slabs were manufactured, where several sensors were embedded. The design of each of the pieces was made with electrically isolated reinforcements with an electrical connection, allowing control of the macrocell configuration. The sensors embedded were monitored for more than 200 days. This period was divided into three stages: (a) passive system; (b) partial exposure to chlorides; and (c) different macrocell configurations. As a result, it was possible to quantify the real value of the macrocell currents and their importance in the total corrosion processes. Moreover, a new embedded sensor configuration is proposed that considers this phenomenon in the monitoring and follow-up processes of this electrochemical process.