Reacción alcalina-silica (ASR) en concreto explicada

El concreto puede parecer sólido como la roca, pero en el fondo, puede sufrir un ataque químico silencioso y de movimiento lento conocido como reacción álcali-silica (ASR) . Con el tiempo, ASR puede debilitar el concreto, lo que provoca grietas, deformación e incluso falla estructural. Desglosemos qué es ASR, cómo se forma y qué pueden hacer los ingenieros y constructores para detenerlo antes de que comience.

¿Qué causa la reacción álcali-silida?

ASR comienza con una reacción entre el álcalis (compuestos de sodio y potasio) en el cemento y la sílice reactiva ¹ en ciertos tipos de agregado. Cuando la humedad está presente, estos elementos reaccionan para formar una ² de gel que absorbe agua y se expande, lo que pone en la presión interna del concreto.

ASR Ingredientes:

• Alcalis : Se encuentra en cemento de Portland o aditivos químicos.
• Sílice reactiva : presente en algunos agregados como Chert, Opal o Roca Volcánica.
• Humedad : del medio ambiente o las fuentes de agua internas.

Estos tres factores forman la tormenta perfecta para ASR, especialmente en climas húmedos o estructuras mal drenadas .

Cómo ASR afecta la durabilidad del concreto

El gel en expansión generado por ASR conduce a grietas, hinchazón y deterioro ³ del concreto con el tiempo. No solo permanece dentro del material, sino que afecta cómo la estructura se mantiene bajo estrés.

Efectos clave de ASR:

• Cracking interno ⁴ : grietas aleatorias, tipo mapa que crecen con el tiempo.
• Resistencia reducida ⁵ : capacidad de carga comprometida.
• Aumento de la permeabilidad : hace que el concreto sea vulnerable a la congelación y la corrosión.
• Deformación : expansión de elementos como vigas o paredes.

Si se deja sin control, ASR puede reducir la vida útil de una estructura por décadas , y conducir a reparaciones costosas o incluso demolición.

Cómo detectar ASR en estructuras de concreto

Debido a que ASR se desarrolla gradualmente, la detección temprana ⁶ es clave para administrar el daño antes de que se vuelva irreversible.

Letreros y herramientas:

• Inspección visual ⁷ : Busque el agrietamiento del mapa y los depósitos de gel en la superficie.
• Análisis petrográfico ⁸ : Examen microscópico de muestras de concreto.
• Pruebas de expansión : mida los cambios de longitud en las barras de concreto con el tiempo.
• Prueba química : identificar niveles de sílice álcali y reactivo en materiales.

La detección temprana brinda a los ingenieros la oportunidad de actuar antes de que el daño se vuelva estructural .

Estrategias de prevención y mitigación

La mejor manera de luchar contra ASR es evitarlo antes de que comience . Para las estructuras existentes, hay formas de reducir la velocidad o contener el daño .

Técnicas de prevención:

• Use cemento bajo en alcalal : mantenga el contenido alcalino ≤ 0.6% na₂o equivalente.
• Agregados no reactivos : materiales de pantalla utilizando estándares ASTM antes de usar.
• Materiales cementitivos suplementarios (SCM) : agregue cenizas volantes, humo de sílice o escoria para atar álcalis.
• Control de humedad : un buen drenaje y sellado de superficie reduce la entrada de agua.

Mitigación para concreto existente:

• Tratamientos basados ​​en litio : ASR lento al estabilizar químicamente la sílice.
• Inyección de grietas : grietas de sello para restaurar la integridad y evitar una mayor entrada de humedad.
• Retroceding estructural : reforzar las áreas afectadas para extender la vida útil.

Elegir la estrategia correcta depende de cuándo se detecta ASR y de cuán grave es el daño .

Conclusión

La reacción álcali-silida es una amenaza de combustión lenta que puede socavar silenciosamente la fuerza y ​​la seguridad del concreto con el tiempo. Pero no tiene que ser una sorpresa. Al comprender la química detrás de ASR, detectar letreros tempranos y usar métodos de prevención inteligente, los ingenieros y constructores pueden crear estructuras de concreto resistentes que tengan la prueba del tiempo .