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13/03/2020181213 Aluminosis y carbonatación

El Cemento Aluminoso se empezó a producir en Francia a principios del siglo XX buscando cementos resistentes a los sulfatos. En vez de utilizar mezclas de arcillas y calizas como en el cemento Portland, se cambió la arcilla por la bauxita para mezclarla con la caliza, en proporciones de alúmina (Al2O3) y cal (CaO) ambas al 40% y menos del 20% de óxido de Hierro. Suele tener un color muy oscuro, una gran finura de molido y es refractario.

                                                          

Al hidratarse el cemento, la alúmina y cal se combinan con agua dando aluminato cálcico hidratado.  La duración del fraguado es análoga a la del cemento Portland tradicional, es decir, lenta, puesto que no empieza hasta un par de horas después de haber sido amasado; pero suele terminar antes, alrededor de las cuatro horas. Es de una gran estabilidad de volumen y resistencia a temperaturas altas, adquiriendo su resistencia característica en un periodo muy corto respecto a los cementos tradicionales.

Sus propiedades más interesantes del hormigón son la rapidez de fraguado y adquisición de su resistencia característica total a las 24 h. de fraguar. Se usa en hornos (soporta hasta 1600 °C), hormigones refractarios, prefabricados y obturaciones de agua. Debido al elevado calor de hidratación que se produce durante el fraguado son muy convenientes para hormigonados en zonas frías. Además tiene alta resistencia a los ataques de ácidos y a los ambientes y aguas agresivas (sulfatosos y marinos).

 

Todo parece grandes ventajas pero el cemento aluminoso está actualmente prohibido en España para la fabricación de hormigón estructural por el riesgo de aluminosis. Porqué?. Porque como se fabrique con una cantidad excesiva de agua, es letal.

 

 

 

Aluminosis: Los problemas del cemento aluminoso empiezan cuando se mezcla con agua en una relación agua/cemento en torno o superior a 0,5. La alúmina (hexagonal) producida en el proceso de hidratación es muy inestable y a los 28 días empieza a transformarse en aluminato tricálcico (cúbico) que ocupa menos espacio, dejando huecos al reducir hasta un 40% de volumen, pudiendo llegar a perder hasta un 75% de resistencia característica y haciendo al hormigón más poroso.  Este proceso dura hasta 10 años y se acelera en un ambiente continuado de humedad y temperatura superior a 25ºC. Por esto, en un edificio afectado de aluminosis, normalmente es más relevante la patología en las plantas superiores y en estancias de cocinas y baños.

 

Esta peligrosa transformación afecta tanto a la resistencia a tracción y compresión como a la porosidad del hormigón, volviéndose muy vulnerable a la carbonatación.

 

Carbonatación: reacción del dióxido de carbono Co2 del aire con la parte alcalina del cemento (hidróxido de calcio) formando carbonato cálcico (CaCo3) y agua.

 

 Si bien es cierto que se aumenta la resistencia del hormigón, la pérdida de hidróxidos reduce su ph, se despasiva y en presencia de la humedad generada no protegerá a la armadura de la corrosión. Se desprenderán entonces lascas de acero con la pérdida de sección en la armadura y la consiguiente disminución de su resistencia a tracción que, junto a la pérdida de resistencia a compresión del hormigón por aluminosis, pueden llegar a provocar el colapso de la estructura.

 

 

 

 

 

La mayor parte del cemento aluminoso utilizado en España para la construcción de vigas pretensadas lo vendió la empresa Cementos Molins en la década de los cincuenta.

 

El uso de cementos aluminosos en hormigones "in situ" por sus propiedades de endurecimiento rápido, sobre todo en los años 60 y 70, ha dado lugar a problemas de construcción especialmente durante el tercer cuarto del siglo 20.  

 

Hasta 1977 la Administración no prohibió su uso para la fabricación de viguetas puesto que la prohibición se hizo en el marco de una normativa sobre pretensados, lo cual dio lugar a la paradójica situación de que se prohibiera su uso en viguetas pretensadas pero no en hormigones armados donde presenta exactamente los mismos problemas. El cemento aluminoso dejó de utilizarse en España también en hormigones armados a partir de 1977, pero por iniciativa de los propios profesionales de la construcción". Actualmente su uso está totalmente prohibido.

 

 

¿Todos los edificios con estructura de hormigón con cemento aluminoso van a colapsar?, ¿deben ser reforzados?

 

No; pero deben permanecer bajo inspecciones periódicas para determinar la afección de aluminosis y vigilar la capacidad portante de la estructura. Llegado el caso se diseñarán los refuerzos necesarios o, de ser más viable, las sustituciones de piezas.

 

 

 

¿Cómo puedo saber si mi edificio sufre aluminosis?

 

Edificios de riesgo de aluminosis serán los construidos entre 1945 y 1975 con forjados unidireccionales de viguetas prefabricadas.

 

Un técnico recogerá muestra de hormigón y la enviará al laboratorio para determinar su contenido de cemento aluminoso. Otras pruebas “in situ”, como fenoftaleína (que determinará hasta donde la pieza ensayada está afectada por carbonatación) y picado hasta descubrir las armaduras (y calibrar su diámetro eficaz) nos hacen posible un diagnóstico eficaz de aluminosis y carbonatación.