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Corrosión en materiales metálicos embebidos en hormigón
Corrosion of metallic materials embedded in mortar
En estructuras ingenieriles, metales como acero al carbono, acero inoxidable, aluminio, cobre, cinc y plomo, entran en contacto con materiales cementíceos. Por otro lado, para la inmovilización de residuos radiactivos, que contienen algunos de estos metales, se utilizan frecuentemente formulaciones hechas con cemento. El objetivo del presente trabajo es comparar la susceptibilidad a la corrosión del cobre, plomo, aluminio, cinc, acero inoxidable AISI 304 y acero al carbono SAE 1040, cuando están en contacto con mortero, con y sin la presencia de especies agresivas. En los ensayos se utilizaron probetas de mortero en donde fueron embebidas barras de los metales. Las probetas fueron contaminadas con cloruro en diferentes concentraciones y expuestas a diferentes condiciones: sumergidas en solución 3,5 porciento m/m de NaCl, ambiente de laboratorio con 45 porciento de humedad relativa [HR]y en cámara de curado [98 porciento HR]. Durante 3,3 años se monitorearon periódicamente los parámetros de potencial de corrosión, resistencia de polarización y resistividad eléctrica del mortero. Después del período de exposición, se realizaron ensayos gravimétricos para comparar las velocidades de corrosión reales de los metales con las obtenidas electroquímicamente, con el fin de obtener la constante 'B'de la ecuación de Stern-Geary. Se encuentra que el acero inoxidable AISI 304 es el más resistente de todos los materiales ensayados mientras que el aluminio es el que presenta el peor comportamiento. Se encontró que la velocidad de corrosión instantánea determinada a partir de la medición de la resistencia de polarización por la técnica del pulso galvanostático provee resultados consistentes con la técnica gravimétrica. La presente tesis demuestra que la medición de la resistencia de polarización es una herramienta no destructiva válida para conocer la velocidad de corrosión instantánea de la mayoría de los metales que se encuentran embebidos en mortero, técnica que hasta el presente sólo había sido empleada en aceros de diversos tipos. Palabras claves: corrosión, mortero, aluminio, cobre, plomo, acero al carbono, acero inoxidable, cinc.
In structural engineering, different metals such as carbon steel, stainless steel, aluminium, copper, zinc and lead get into contact with very different mineral building materials. Besides, several formulations made with cements are frequently used in the immobilisation of radioactive waste containing some of these metals. The aim of the present work is to compare the corrosion susceptibility of several metallic materials: copper, lead, aluminium, zinc, AISI 304 stainless steel and SAE 1040 carbon steel, when they are in contact with mortar, with and without the presence of aggressive species. The specimens used in the tests are mortar prisms where bars of metals under study were embedded. In addition, these specimens were contaminated with chloride ions in different concentrations and exposed to different conditions: immersed in a solution of 3.5 wt. percent NaCl; laboratory environment with a relative humidity [RH] of 45 percent and curing chamber [98 percent RH]. The electrochemical parameters normally used to characterize the corrosion behaviour of reinforcing steel in concrete were monitored periodically for 3.3 years. These parameters are the corrosion potential, the polarization resistance and the electrical resistivity of mortar. After the exposure time, weight loss determinations were performed to compare the real corrosion rate of the metals with the electrochemical results in order to obtain the constant 'B' of the Stern-Geary equation. The results indicate that aluminium shows the major corrosion attack in all the systems studied and that stainless steel exhibits the best performance in all conditions tested. It was found that the instantaneous corrosion rate determined from the measurement of the polarization resistance by the galvanostatic pulse technique, provided results that are consistent with the gravimetric technique in most systems. The present work shows that this technique, so far used only in various types of steels, is a valid non-destructive tool to determine instantaneous corrosion rates of most metals embedded in mortar. Keywords: corrosion, mortar, aluminium, copper, lead, carbon steel, stainless steel, zinc.
Tesis para optar al título de Doctor en Ciencia y Tecnología, mención materiales. Director/es: Duffó, Gustavo; Farina, Silvia