¿CÓMO EVITAR LA REACCIÓN ÁLCALI AGREGADO?

Experto

Asociación Colombiana de Productores de Concreto

RESUMEN: 

Para evitar la reacción álcali agregado los constructores deben asegurar el uso de agregados no reactivos, en caso contrario, deben tomar medidas que prevengan o minimicen los riesgos de daño a las estructuras de concreto.

La durabilidad de las edificaciones e infraestructura de concreto es un aspecto clave para aportar y superar los retos que enfrentan las sociedades frente al desarrollo y crecimiento de urbes sostenibles, por lo que es indispensable tener cuidado con las patologías que se puedan presentar.

Uno de los puntos que reviste especial cuidado en la industria es el relativo a la calidad de los agregados que se utilizan para la elaboración del concreto, dado que un descuido en este aspecto puede dar lugar a manifestaciones patológicas no deseadas como la reacción álcali – agregado.

Esta reacción es un aspecto que debe considerarse con atención siempre que se trabaje con estructuras de concreto para las que se debe asegurar el uso de agregados no reactivos, y en caso de serlos, tomar las medidas preventivas o que minimicen los riesgos, tanto en la fabricación del concreto con estos agregados como en la estructura después de colocado el concreto.

La reacción álcali- agregado, es un fenómeno que se presenta en los agregados que son susceptibles a los álcalis del cemento, y que al reaccionar entre sí generan un efecto expansivo provocando fisuras que conllevan al deterioro de la estructura y a la pérdida de su vida útil.

Esta reacción tiene su origen en las características del agregado, que por lo general presenta cuarcitas y cherts, entre otros, que tienen por lo general un grado de reactividad potencial medio-alto a los álcalis que están presentes en menor o mayor cantidad en los diferentes tipos de cemento. Por lo tanto, para evitar esta reacción, es conveniente utilizar cementos con baja reactividad álcali-sílice y agregados que en lo posible no contengan componentes como los antes mencionados. 

La reacción álcali – agregado, generalmente no se presenta a edades tempranas de la vida útil de una estructura. Se requieren por lo general años y unas condiciones ambientales específicas (por ejemplo, humedad permanente), para que la reacción se active y comiencen a producirse expansiones internas, y, por ende, fisuras que deterioran el concreto.

¿Cómo determinar que un agregado es reactivo?

Aunque la reacción álcali-agregado es objeto de estudio hace varios años, aún hay mucho por investigar y aprender sobre esta.

En este contexto, es muy importante que todos los agregados que vayan a ser utilizados en una construcción se evalúen de manera pertinente, es decir, se les realice el ensayo de determinación de la reactividad potencial álcali-sílice (método químico) que actualmente se rige en Colombia por la norma INVÍAS E 234-13 o su equivalente ICONTEC NTC 175 – 17. Este ensayo es el más sencillo y sirve como primer filtro para conocer si el agregado es o no potencialmente reactivo.

Clasificación de agregados por reducción de alcalinidad. Crédito: Asocreto

En la gráfica 1 se observa que un agregado sometido a la prueba mencionada resultó identificado como material nocivo. Sin embargo, para efectos prácticos no se puede determinar con solo esta prueba si el material es nocivo o potencialmente dañino, razón por la cual lo que procede es realizar estudios adicionales como la prueba de barra de mortero (regida por la norma ASTM 1260 – 2014 o su equivalente ICONTEC NTC 6222 – 17) donde el agregado se somete a un entorno agresivo para poder validar los resultados del método químico.

Cambio de longitud de las barras de mortero sometidas a ataque químico. Crédito: Asocreto
Se observa las fisuras de la barra de mortero después de ser sometido a las condiciones mencionadas en la norma ASTM C1260. Crédito: Asocreto

En la gráfica 2 y en la foto 1 se pueden observar los resultados obtenidos para el mismo material.

Finalmente, la prueba que complementa y valida los resultados de los dos métodos mencionados anteriormente es una petrografía realizada cumpliendo los lineamientos de la Norma Técnica Colombiana NTC 3773 que es la equivalente a la ASTM C295, ensayo que consiste en sacar una muestra representativa del material e inspeccionarla a nivel macroscópico y microscópico. En esta prueba petrográfica, se puede determinar si el agregado está compuesto de cuarcita, chert, esquisto, cuarzo cericitico, granitoide metamorfoseado, entre otros; que son rocas de mediana a alta reactividad.

Microfotografía de agregados

En la microfotografía de la izquierda (Foto 2) se observan cuarcitas con algunos microfracturamientos mostrados por la resina de color azul y a la derecha (Foto 3) una microfotografía donde se reconocen los cristales de cuarzo recristalizados en especial en cercanías a los microfracturamientos.

En los casos donde se esté en presencia de agregados reactivos y no se tenga una opción distinta, se recomienda tomar acciones como el uso de adiciones que ayuden a minimizar el efecto de los álcalis del cemento. Se han realizado pruebas de laboratorio que demuestran que se puede disminuir la reactividad y dejarla en valores aceptables que minimizan el riesgo. Otras acciones para tomar incluyen el uso de aditivos a base de litios y el uso de recubrimientos que no permitan el contacto de la estructura con la humedad del entorno.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

En este contexto, es muy importante que todos los agregados que vayan a ser utilizados en una construcción se evalúen de manera pertinente, es decir, se les realice el ensayo de determinación de la reactividad potencial álcali-sílice (método químico) que actualmente se rige en Colombia por la norma INVÍAS E 234-13 o su equivalente ICONTEC NTC 175 – 17. Este ensayo es el más sencillo y sirve como primer filtro para conocer si el agregado es o no potencialmente reactivo.

CONCLUSIÓN

Para determinar si un material es realmente reactivo, se deben hacer todos los ensayos mencionados pues en conjunto son los que permiten concluir su naturaleza. En otras palabras, es inadecuado decir que un material es o no reactivo con base en la prueba del método químico o la de las de barras únicamente, ya que ambos ensayos son complementarios.

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Acerca del autor

  • Profesión: Asociación Colombiana de Productores de Concreto
    País: Colombia

    Asociación Colombiana de Productores de Concreto, tiene el objetivo de promover el buen uso del concreto, actualizar sobre sus nuevas tecnologías a todos los actores que tienen relación con el sector de la construcción y propender por la nueva imagen de la industria.

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