Electrochemical Evaluation of the Corrosion Grade in Reinforced Steel in the Presence of Admixtures

 

R. Velázquez-González *, M.E. Acosta-Lomelí, C. Gaona-Tiburcio, F. Almeraya-Calderón, A. Martínez-Villafañe

Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. División de Deterioro de Materiales e Integridad Estructural / Grupo de Corrosión Miguel de Cervantes 120, Complejo Ind. Chihuahua Chihuahua, Chih. México

 

Received 27 May 2004; accepted in revised form 2 September 2004

 

Abstract

In the present paper we have carried out a study in order to determine the grade of corrosion affectation in concrete structures reinforced by the incorporation of additives, using electrochemical techniques and analyzing the respective effect on their mechanical properties. Quantitative and qualitative determination of their properties has been done (chemical analysis of the additives and steel, resistance to the compression, and flexural strength, porosity, and water permeability). The methodology was carried out according to ASTM standards and the action of the admixtures was evaluated using corrosion potentials and corrosion rates. The carbonatation and penetration of chlorides were also determined. The study was supplemented with a morphologic characterization by means of a scanning electron microscope. Specimens with and without reinforcement were elaborated, three of each being tested in order to obtain an average. Prismatic specimens without reinforcement were also casted with the following chemical additives: air-entraining, plasticizers, retardants, accelerating, coloring and fly ash. After curing, they were exposed to an aggressive atmosphere with sodium chloride. The general performance of the specimens after the period of exposition is good, since practically all of them developed very low corrosion rates, between 0.55 × 10^-4 and 4.76 × 10^-4 mA/cm².

 

Keywords: corrosion, admixture, reinforcement, electrochemical, chlorides.

 

Evaluacion Electroquimica del Grado de Corrosion en Acero de Refuerzo en Presencia de Aditivos

Resumen

En el presente trabajo se realizó un estudio para determinar el grado de afectación por corrosión en estructuras de concreto reforzado por la incorporación de aditivos, empleando técnicas electroquímicas y analizando el efecto de estos en sus propiedades mecánicas. Se hizo la determinación cuantitativa y cualitativa de sus propiedades (análisis químico de los aditivos y del acero, resistencia a la compresión, ensayos de flexión, porosidad y permeabilidad), de las cantidades óptimas para su funcionamiento adecuado de acuerdo a la normatividad ASTM, se evaluó el desempeño de los aditivos y se midieron los potenciales y las velocidades de corrosión. También se hicieron determinaciones de carbonatación y penetración de cloruros. El estudio se complementó con caracterización morfológica empleando microscopía electrónica de barrido. Se realizaron especimenes en series de tres cilindros para efectos de reproducibilidad: sin y con refuerzo, así como especimenes prismáticos sin refuerzo, todos con la incorporación de aditivos químicos: aireantes, plastificantes, retardantes y acelerantes de fraguado, colorantes y cenizas volantes (fly ash). Después del curado fueron expuestos a un ambiente agresivo con cloruro de sodio. El desempeño general de los especimenes tras el período de exposición es bueno, ya que prácticamente todos desarrollaron velocidades de corrosión entre 0.55 X 10-4 y 4.76 X 10-4 ?A/cm2 siendo velocidades muy bajas.

Palabras Clave: corrosión, aditivo, refuerzo, electroquímica, cloruros.

 

 

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* Corresponding author. E-mail address: ricardo.velazquez@cimav.edu.mx