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Preparación de superficies y tratamientos de protección, parte IV

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Hola, esta es la tercera conferencia en este módulo sobre la preparación de la superficie y los tratamientos de protección. Estaremos buscando tratamientos de protección para el refuerzo de acero en esta conferencia.
 
En la última conferencia se examinó el revestimiento anticorrosivo o el revestimiento de zinc y la protección catódica del ánodo del sacrificio o la protección catódica del ánodo galvánico. En la conferencia de hoy examinaremos estos tres elementos que están en el texto azul. El primero está impresionado por la protección catódica actual, lo vamos a llamar ICCP en las diapositivas que vienen. La segunda técnica que vamos a ver es la re-alcalalización electroquímica, lo vamos a llamar ERA en las diapositivas que vienen. Y el tercero es la extracción de cloruro electroquímico, que es lo que vamos a llamar ECE en las diapositivas que vienen.
 
Por lo tanto, si usted mira la protección catódica actual impresionada, estamos directamente tratando con el acero y protegiendo el acero de la corrosión, en la re-alcalalización electroquímica, vamos a aumentar el nivel de pH que ha caído en el concreto de modo que el acero será protegido y en el tercer caso de nuevo cuando hablamos de la extracción de cloruro electroquímico, estamos esencialmente retirando los cloruros del hormigón o de la superficie del acero incrustado para que
La corrosión no puede continuar. Así que, si nos fijamos en la última ERA y ECE, estamos trabajando en el entorno circundante del refuerzo de acero mientras que en la protección catódica actual impresionada, estamos buscando revertir el flujo actual.
 
Por lo tanto, en la protección catódica actual impresionada, se trata de un esquema que muestra cómo funciona el sistema. Como se ve aquí está la malla de color azul se coloca en la superficie del hormigón y se puede ver la cubierta de hormigón, la región donde se muestran estas flechas, que es la cubierta de hormigón y el refuerzo de acero está protegido y encima de eso, se proporciona una superposición que es esta y la malla se proporciona entre la superposición o a veces incluso dentro de la superposición y el sustrato de hormigón. Ahora, puedes ver aquí el circuito eléctrico que estamos hablando donde la corriente o los electrones son extraídos de la malla y suministrados al refuerzo que está incrustado dentro del hormigón. Por lo tanto, los electrones fluirán así hacia el acero y entonces protegerán el refuerzo de una mayor corrosión, a pesar de que el ambiente del concreto está altamente contaminado.
 
 
 
 
Y esta técnica es ampliamente utilizada en estructuras de gran escala donde realmente se puede monitorear el sistema muy bien porque uno de los principales desafíos en esto es asegurarse de que los sistemas se ponen en el lugar y no se pierden o el vandalismo sucede, etc. Por lo tanto, lo cubriremos más adelante. Pero, hay algunos desafíos y luego algunos beneficios también acerca de esta técnica.
 
Ahora, ¿cuáles son las cosas que se necesitan para los materiales que se utilizan para esta técnica? Lo primero es el ánodo que la malla, que utilizamos debe ser resistente a la corrosión, no debe corroer, porque después de la instalación, la superposición volverá a estar expuesta al mismo ambiente rico en cloruro y en un corto período de tiempo que el material no debe ser corroído. Por lo tanto, si usted sólo utiliza una malla de acero, puede que no funcione porque la malla de acero se corroe muy rápido y no será capaz de funcionar durante un largo período de tiempo.
 
Por lo tanto, por lo general utilizamos titanio activado o algo que es muy resistente a la corrosión material y que también es un muy buen conductor eléctrico. Y así, qué es este titanio, dice titanio activado. Por lo tanto, la idea es que no usemos realmente el titanio o el titanio puro, pero recubrimos el titanio con óxidos de metal mezclados típicamente se llaman como MMO y por qué nos recubrimos con eso es para que la malla que se utiliza es altamente conductiva y al mismo tiempo electro catalítico.
 
En otras palabras, proporciona suficiente corrosión para suceder o suficientes electrones que proporciona, ya que si se utiliza titanio puro, es muy resistente a la corrosión, por lo que la cantidad de corriente que se requiere también puede ser mayor para conducir la misma cantidad de electrones de la malla anódica. Por lo tanto, este tipo de metal con óxidos de metales mezclados en el titanio que nos proporciona la resistencia a la corrosión y al mismo tiempo suficiente corrosión o cantidad suficiente de electrones están disponibles con el voltaje razonable que podemos aplicar.
 
Esto viene en diferentes formas también, o tamaños, es una malla, cinta, tubo, alambre, o varilla. Así que diferentes tipos como ves en estas fotos en el lado derecho, puedes ver esto es una cinta sobre aquí en la parte superior derecha y luego un tubo en la parte inferior derecha y también una malla en la imagen central. Ahora, también el material cementoso que se usó como preformato también debería ser razonablemente bueno, de modo que usted realmente no creó un ambiente altamente corrosivo para la malla en sí. Así que todo es muy importante, el acero, el material anódico y el material de recubrimiento.
 
Les voy a mostrar algunos ejemplos en los que esto se hace. Usted puede ver aquí muy bien esta malla en la parte superior de esta región de cubierta de hormigón y en el lado derecho también se puede ver desde una estructura similar, sólo para mostrarle cómo funciona este sistema y luego está eléctricamente conectado.
 
Y también esta malla está anclada al concreto como se muestra aquí a la derecha, se puede ver aquí la malla está realmente anclada al sustrato de hormigón, la preparación de la superficie debe hacerse correctamente y luego se coloca la malla en la parte superior y la ancla correctamente sobre la superficie y luego en la parte superior se aplica un material cementoso de superposición, se puede ver aquí en el lado derecho que se aplica el shotcrete. Y lo que se ve aquí es un cuerpo de agua probablemente como rico en cloruros y ambiente muy corrosivo. En un entorno así esta técnica funciona muy bien, solo problema es que tiene que ser monitoreado de forma adecuada y continua. Si está diciendo a los 20, 25 años de vida, necesita asegurarse de que para todo el período de tiempo, la cantidad de corriente se suministra realmente porque a veces lo que sucede es que las conexiones eléctricas se pierden y entonces el sistema dejará de funcionar.
 
Por lo tanto, esa es una ventaja cuando hablamos del sistema de sacrificio de ánodos galvánicos es que esos sistemas funcionan sin supervisión continua, en otras palabras, es un sistema dinámico. Por lo que, una vez instalado y asegurado dentro del concreto, seguirán suministrando la corriente tal y como se exige.
 
Ahora, este es de nuevo otro ejemplo, para un ánodo de cinta, se puede ver cómo se ve una cinta y se cortan las ranuras en concreto, luego se inserta en la región de cubierta de concreto y que luego se cubre de manera que puede proteger el refuerzo de acero en el interior. Así que, cada vez que se habla de ICCP hay una unidad eléctrica o un rectificador que está controlando la cantidad de corriente que se va a suministrar a la malla o cinta o tubo o cualquier sistema de ánodos de los que se está hablando. A pesar de que los ánodos están incrustados, para que el sistema funcione, usted necesita una corriente eléctrica que se aplica externamente, a diferencia de lo que está en el sistema de ánodo de sacrificio donde no hay unidad eléctrica externa.
 
Aquí ICP tiene una unidad eléctrica externa que suministra una cantidad conocida o una cantidad predefinida de corriente. En el caso de SSCP, no hay una cantidad predefinida de corriente, es un sistema dinámico. Por lo tanto, dependiendo de la demanda de electrones, suministrará tanto electrones. Esa es la principal diferencia entre los dos.
 
Este es otro ejemplo de donde en la superficie se aplica un sistema de pintura conductiva, se puede ver en el lado derecho es la preparación y en el lado izquierdo un sistema pintado., Es un trabajo completado donde se puede ver pintura conductiva en esto. Así que en lugar de proporcionar una malla, es básicamente una capa de pintura, una capa de pintura que es realmente conductor en la naturaleza.
 
Ahora aquí su discreta superficie montada anodos. Como ves aquí muchos de estos ánodos perforados en la pared de concreto y luego todos están conectados eléctricamente para hacer funcionar el sistema. Y es así como funciona este sistema.
 
concreto alrededor del, justo en la vecindad del refuerzo de acero. Por lo tanto, eso también ayuda a asegurarse de que incluso si hay alguna carbonatación que también es altamente alcalina.
 
Pero ese no es el verdadero propósito principal de este proceso. El propósito principal es sólo mover todo el cloruro de la cerca de la superficie de acero hacia el exterior. Así que, una vez que quites todo el cloruro, entonces podemos olvidarnos de la corrosión inducida por cloruro, puede ser alguna otra forma pero eso es diferente, en este caso la idea es, si se está hablando de una estructura, que se expone a cloruros y si está seguro de que la corrosión está sucediendo debido a cloruros o si la corrosión va a suceder debido a la presencia de cloruro, entonces esta es una muy buena técnica para adoptar para eliminar todo el cloruro o para extraer todo el cloruro de la vecindad del refuerzo de acero a fuera del concreto y entonces usted puede decir que ahora la estructura es como era en el día uno.
 
Por lo tanto, la idea es la corrosión se puede detener si la concentración de iones de cloruro en la superficie de acero se pone por debajo del umbral de cloruro o se lleva a un valor mínimo que fue probablemente al principio o durante el tiempo de construcción.
 
Ahora, veamos cuáles son los materiales necesarios para realizar la extracción de cloruro electroquímico. Básicamente en esto en la diapositiva anterior, mostré una línea roja, que es esencialmente la malla anódica para que podamos usar el acero, es suficiente porque es una estructura temporal que no vamos a mantener esa malla permanentemente en la estructura. De hecho ni siquiera lo estamos manteniendo dentro del hormigón, se está quedando fuera del hormigón como se ve aquí. La malla se mantiene afuera, pero en una esponja o en un medio de comunicación o medios conductores, la región amarilla.
 
Ahora, el acero es más barato y a veces dependiendo de la cantidad de cloruro que está en el concreto, si es necesario aplicar realmente durante un período de tiempo muy largo, puede consumir algo del acero durante este proceso en sí mismo porque el acero es el ánodo aquí. Así que debido a esta razón, a veces la gente también usa la malla de titanio porque si usted está pensando en el tipo repetitivo de trabajo, tal vez usted don ’ t quiere que el material anódico para ser consumido. Por lo tanto, usted va para algo que es muy resistente a la corrosión y la gente también se utiliza para la malla de titanio, pero que podría conducir en algún momento a etching de concreto también en otras palabras la eliminación del hormigón. Por lo tanto, usted tiene que ver cuál es la duración de la aplicación de voltaje requerido, entonces mirar las implicaciones de costo también y luego decidir si una malla de acero es suficiente suficiente, si es así, ir para que de otra manera ir para la malla de titanio.
 
 
 
 
 
 
Ahora electrolito, cuál es el tipo de electrolito es esta región amarilla en esta diapositiva o los medios conductores. Ahora, usted necesita agua potable o agua de buena calidad para hacer esta solución de hidróxido de calcio. Y que reduce la posibilidad de que el electrolito sea ácido porque cuando se dice hidróxido de calcio se da a un pH suficientemente alto o a una gran cantidad de iones de hidróxido, y cuando no se está volviendo ácido, se evita el grabado de hormigón. Ahora, también otra solución que se utiliza es la solución de borato de litio, puede tener una característica añadida de incluso eliminar ASR, si hay un caso que tanto ASR como cloruro allí, entonces se puede decir solución de borato de litio, pero si no se tenía un problema de ASR, entonces se puede ir con hidróxido de calcio o solución de pH alto se puede utilizar.
 
Así que, ahora, vamos a comparar los dos primeros gráficos aquí a medida que va de izquierda a derecha. Así que, puedes ver aquí, la izquierda es antes de la aplicación de la ECE o de la extracción de cloruro electroquímico y la correcta es después de la aplicación de la ECE, se puede ver que esta región es relativamente densa o está llena de cristales de hidróxido de calcio y podemos ver muy claramente que hay algunos cristales de hidróxido de calcio en la imagen.
 
Ahora, veamos las ventajas y desventajas de la extracción de cloruro electroquímico. Por lo tanto, algunas de las ventajas son, los rebares son pasivados en toda la zona tratada porque usted está usando malla para hacer esto, por lo que, casi toda la región obtiene el tratamiento equivalente, y la causa raíz de la corrosión es el cloruro que se dirige realmente, por lo que los cloruros se eliminan, y entonces es no destructivo en la naturaleza, no daña realmente la barra de acero, que está incrustado o incluso el concreto. Y es un tiempo requerido es muy inferior por unas semanas, en realidad se puede extraer todos los cloruros. Así que es una muy buena estrategia de reparación de una manera, si usted es capaz de hacer esto antes de la corrosión comienza, entonces es muy buena cosa que hacer. Pero el problema es que a veces no podemos hacer esto en todas las estructuras que tenemos, dependiendo de la forma y tamaño de esta estructura.
 
Y algunos experimentos ya han demostrado que algunos cloruros todavía se dejan atrás en la superficie de acero, por lo que en tales casos se requiere una aplicación prolongada de voltaje y también altas densidades de corriente cuando se aplican, puede reducir algunos de los compuestos férricos en los productos de corrosión a magnetita, lo que aumenta la porosidad, lo que significa que el volumen de estos productos de corrosión se reduce, cuando se reduce y significa aumentar la porosidad y muy probablemente debilitando el enlace de aglutinante de acero también. Por lo tanto, estas cosas podrían suceder. Por lo tanto, había que ser advertido sobre todo esto, pero estas son muy buenas técnicas a adoptar.
 
La tercera técnica que vamos a hablar hoy es la re-alcalalización electroquímica. Se trata de una técnica que se puede aplicar cuando la estructura de hormigón está expuesta a la carbonatación en una región con alta concentración de dióxido de carbono. Por lo tanto, en la imagen del lado izquierdo lo estamos mostrando como la porción central, usted no ve ese parche verde, es básicamente la región con un pH bajo y como está en el lado derecho, la imagen muestra después del tratamiento que la porción que estaba teniendo un pH bajo también ahora tiene un pH alto. Por lo tanto, cuando usted tiene un pH alto el acero está protegido, cuando usted tiene un pH bajo que el acero no está protegido. Por lo tanto, hay que volver a alcalinizar esa porción, que está teniendo un pH bajo para que el acero pueda ser protegido. Entonces, ¿cómo podemos hacer esto?
 
Aquí la causa raíz de la corrosión del acero es la carbonatación en otras palabras la reducción del pH. Ahora por esta aplicación, estamos aumentando el nivel de pH en la superficie de acero, por el cual la capa pasiva es reformada y protege el acero, definitivamente un método no destructivo y tratamiento temporal, el tratamiento temporal por unos días sólo es necesario. Ahora, las desventajas son largo período de tratamiento se requiere para la relación de cemento de agua baja altamente resistiva concreto y adecuado sólo para concreto parcialmente carbonatado.
 
Ahora, le voy a mostrar algunos ejemplos. Este es un aeropuerto en los Estados Unidos donde se puede ver, esta porción en la parte inferior derecha como la región de cierre, se puede ver una gran cantidad de malla de acero se proporciona y luego se extrae el cloruro. Y ver en este caso, tanto la extracción de cloruro como la re-alcalinización ocurren, dos cosas se hacen al mismo tiempo.
 
Y luego se trata de una imagen de cierre. Así que un punto aquí es, si las barras de acero tienen una cubierta muy limitada, entonces cuando usted va para la re-alcalinización usted don ’ t quiere aplicar más corriente a ese acero en particular, que podría crear problemas adicionales. Por lo tanto, a veces necesitamos aislar las regiones con las que están teniendo cubiertas muy pequeñas.
 
Este es un ejemplo donde se aplicó la extracción de cloruro electroquímico y se puede ver aquí la imagen con una columna de concreto fuertemente espaciada en un puente y en el mismo puente, las tapas de concreto se están corroyendo. Y esto fue muy claramente el basado en la prueba preliminar, se encontró que los cloruros son la causa raíz de esta corrosión. Por lo tanto, por lo tanto, se decidió eliminar los cloruros o abordar la causa raíz primero. Eliminado el cloruro utilizando esta técnica de extracción de cloruro electroquímico Y como se ve en esta imagen aquí, en la parte inferior derecha se puede ver una gran cantidad de estas unidades eléctricas y toda la tapa doblada es también, el papel-mache se mantiene y se aplica y luego se cubre con lámina de plástico para evitar la evaporación o mantener el ambiente húmedo y luego se aplica la corriente.
 
Y puede ver que este tipo de técnicas se aplican en estructuras de gran escala. Por supuesto, hay que pensar realmente en diferentes técnicas y cuáles son las mejores técnicas que se pueden utilizar para la base de casos.
 
Ahora esta es una vieja iglesia, como se ve en la parte inferior derecha, la caja roja, había 8 columnas de concreto, que estaban apoyando la cúpula de esta iglesia. Y se encontró que esto estaba completamente carbonatado. Por lo tanto, la técnica de re-alcalalización electroquímica fue adoptada en esto, voy a mostrar alguna imagen en la siguiente diapositiva, cerca de ups.
 
Pero, así que aquí se puede ver cómo se corroe y luego se puede ver aquí la corrosión. Por lo tanto, había muchos lugares donde se observaba la corrosión y siendo una estructura patrimonial, realmente querían eliminar todo este cloruro o abordar la causa raíz primero antes de que se realice cualquier reparación.
 
Por lo tanto, en ese enfoque, inicialmente se hizo el patchwork y luego se adoptó la técnica de re-alcalinización y se aseguró que la cubierta de concreto está completamente libre de un ambiente de pH bajo o que está teniendo un pH alto para proteger el refuerzo en su interior, se puede ver aquí una malla se utiliza para aplicar esta técnica de re-alcalalización electroquímica.
 
Esto es de nuevo para la misma columna de concreto inicialmente, se llevaron a cabo núcleos de concreto y se encontró que la carbonatación era la razón y también después del tratamiento, se puede ver parte de esta región justo cerca del refuerzo ahora bien protegido o el pH es muy alto cerca del refuerzo.
 
 
Por lo tanto, para resumir, analizamos principalmente estas tres técnicas, impresionó la protección catódica actual, luego la extracción de cloruro electroquímico y también se observó la re-alcalalización electroquímica. Por lo tanto, la protección catódica actual impresionada puede ser adoptada cuando usted tiene un muy buen sistema para monitorear el desempeño del sistema durante un largo período de tiempo. En otras palabras, si el debido a estas unidades eléctricas que se instalan en el sitio y necesitamos asegurar que esas unidades eléctricas no se degradan o se dañan o usted sabe, robado por alguien. Por lo tanto, si tales cosas se pueden asegurar que no se roban y que realmente están funcionando bien y si la tasa de corrosión es muy alto este sistema funciona mejor que la protección catódica del ánodo del sacrificio. Pero porque cuando se habla de este tipo de reparación, estamos hablando de 20 a 25 años de vida y en un periodo de vida tan largo si el sistema tiene que funcionar, hay que asegurarse de que el sistema y los componentes también están protegidos muy bien.
 
Entonces estábamos buscando la extracción de cloruro electroquímico, que se dirige principalmente a la causa raíz. Así que, en las dos últimas técnicas estamos abordando principalmente la causa raíz, es decir en un caso es el cloruro en el otro caso es el CO2 o el pH. Por lo tanto, la extracción de cloruro electroquímico es muy buena cuando se quiere proteger la estructura de la corrosión adicional durante un largo período de tiempo y funciona muy bien si se hace antes de que se inicie la corrosión. Por lo tanto, de nuevo como una técnica de mantenimiento preventivo, esto puede ser muy bueno, ambos pueden ser muy buena y la re-alcalalización electroquímica también se puede considerar como una técnica preventiva. Y es muy bueno cuando se quiere proteger el acero durante un período de tiempo muy largo al volver a alcalinizar el acero y proteger el acero de la corrosión.
 
Y estas son las referencias que usamos dos diapositivas sobre eso y con eso terminamos la conferencia de hoy. Gracias.