Áridos reactivos en hormigones de presa. Reacción sulfática con formación de thaumasita

Abstract

El objetivo de la presente Tesis Doctoral es ahondar en el estudio de la reacción sulfática interna (RSI) en hormigones de presas debido a sulfuros de hierro contenidos en los áridos. Como resultado de la fácil oxidación de estos sulfuros se produce una gran cantidad de sulfatos que pueden reaccionar con diferentes compuestos de la matriz cementicia y afectar así a la durabilidad de la estructura. Es relativamente común en la literatura encontrar casos de ataque sulfático debido a sulfuros de hierro pero casi todos estos casos se deben a la presencia de dichos sulfuros en los materiales del entorno en el que se encuantra la estructura afectada. Es pues, una reacción sulfática externa (RSE). Frente a este hecho contrastado, la mejor solución es la prevención, y es por eso que se recomienda la utilización de áridos con un escaso contenido de estos minerales. Sin embargo, antes de que esta normativa estuviera completamente desarrollada se han erigido estructuras y construcciones en las que los áridos contienen una importante cantidad de sulfuros de hierro. Cabe indicar que en España se han detectado gran parte de estos casos. En una de las etapas de mayor construcción de presas y embalses en España, décadas de 1970-1980 se llevaron a cabo obras de construcción en zonas cuyas canteras de extracción para la confección del hormigón contenían gran cantidad de sulfuros de hierro. Los más comunes de ellos son la pirita y la pirrotina. Los estudios llevados a cabo en este contexto en la presente Tesis Doctoral son varios y engloban una serie de experiencias encaminadas en ahondar en el estudio de las oxidaciones de la pirita y la pirrotina en condiciones simuladas de laboratorio y modelizar el comportamiento cuando se encuentren en los áridos de hormigones y morteros. Se aportan por primera vez resultados de dos técnicas instruentales (microfluorescencia de rayos-X y Photoespectrometría de rayos-X) aplicadas al estudio y caracterización de sulfuros de hierro contenidos en los áridos de hormigones y morteros. Otra importante parte de la Tesis se centra en el estudio de la thaumasita. Este compuesto también se forma tras un ataque sulfático a un hormigón o mortero pero han de darse unas condiciones específicas y su cinética de formación es mucho más lenta que la del yeso y ettringita secundarios. Sin embargo, cuando se forma thaumasita la consecuencia es la conversión de la parte degradada en una masa sin cohesión debido a la descomposición de los silicatos cálcicos hidratados (CSH). El interés en la thaumasita es relativamente reciente y se han detectado casos en localizaciones muy diversas en todo el mundo. Sin embargo los casos reportados en España no son muy numerosos. En la presente Tesis Doctoral se muestran ejemplos de hormigones y morteros en los que la durabilidad se ha visto afectada por su formación. Se hace una descripción de las características y se aporta nueva información. Lo anterior, unido a estudios propios mediante una serie experimental de síntesis de thaumasita en diferentes condiciones contribuye a aportar más información en cuanto a condiciones de formación de dicho compuesto se refiere.