Eflorescencia - Efflorescence
En química , la eflorescencia (que significa "florecer" en francés) es la migración de una sal a la superficie de un material poroso, donde forma una capa. El proceso esencial implica la disolución de una sal contenida internamente en agua o, ocasionalmente, en otro solvente. El agua, con la sal ahora disuelta, migra a la superficie, luego se evapora, dejando una capa de sal.
En lo que se ha descrito como "eflorescencia primaria", el agua es el invasor y la sal ya estaba presente internamente, y un proceso inverso, donde la sal está originalmente presente externamente y luego se transporta al interior en solución, se denomina "secundaria eflorescencia".
Las eflorescencias pueden ocurrir en ambientes naturales y construidos. En materiales de construcción porosos, puede presentar un problema externo cosmético solamente (eflorescencia primaria que causa manchas), pero a veces puede indicar debilidad estructural interna (migración / degradación de los materiales componentes). La eflorescencia puede obstruir los poros de los materiales porosos, lo que resulta en la destrucción de esos materiales por la presión interna del agua, como se ve en el desconchado del ladrillo.
Ejemplos
- Una gota acuosa de concentración 5 molar de NaCl cristalizará espontáneamente a una humedad relativa del 45% (298 K ) para formar un cubo de NaCl mediante el mecanismo de nucleación homogénea. El agua original se libera a la fase gaseosa.
- El yeso (CaSO 4 .2H 2 O) es un hidrato sólido que, en un ambiente suficientemente seco, cede su agua a la fase gaseosa y forma anhidrita (CaSO 4 ).
- El sulfato de cobre (II) (piedra azul) (CuSO 4 .5H 2 O) es un sólido cristalino azul que cuando se expone al aire, pierde lentamente el agua de cristalización de su superficie para formar una capa blanca de sulfato de cobre (II) anhidro.
- El decahidrato de carbonato de sodio (Na 2 CO 3 .10H 2 O) perderá agua cuando se exponga al aire.
Albañilería
Eflorescencia primaria
La eflorescencia primaria se denomina así, ya que normalmente ocurre durante el curado inicial de un producto cementoso. A menudo ocurre en construcciones de mampostería , particularmente ladrillo , así como en algunos morteros cortafuegos , cuando el agua que se mueve a través de una pared u otra estructura, o el agua que se expulsa como resultado del calor de hidratación a medida que se forma la piedra de cemento, trae sales la superficie que no se unen comúnmente como parte de la piedra de cemento. A medida que el agua se evapora, deja la sal, que forma un depósito blanco y esponjoso que normalmente se puede quitar con un cepillo. Los depósitos blancos resultantes se denominan "eflorescencia" en este caso. En este contexto, la eflorescencia a veces se denomina "salitre". Dado que la eflorescencia primaria produce sales que normalmente no forman parte de la piedra de cemento, no se trata de una preocupación estructural, sino más bien estética.
Para controlar la eflorescencia primaria, se han utilizado comúnmente formulaciones que contienen mezclas líquidas de ácidos grasos (por ejemplo, ácido oleico y ácido linoleico). La mezcla líquida aceitosa se introduce en la mezcla por lotes en una etapa temprana revistiendo las partículas de arena antes de la introducción de cualquier agua de mezcla, de modo que la mezcla aceitosa se distribuya uniformemente por toda la mezcla por lotes de hormigón.
Eflorescencia secundaria
La eflorescencia secundaria se denomina de tal manera que no se produce como resultado de la formación de la piedra de cemento o de los productos de hidratación que la acompañan. Más bien, generalmente se debe a la influencia externa de venenos del concreto, como los cloruros. Un ejemplo muy común de donde ocurre la eflorescencia secundaria son los puentes de concreto reforzado con acero y los estacionamientos. Las soluciones salinas se forman debido a la presencia de sal de carretera en el invierno. Esta solución salina se absorbe en el hormigón, donde puede comenzar a disolver la piedra de cemento, que es de importancia estructural primaria. En algunos casos, se pueden formar estalactitas virtuales como resultado de la piedra de cemento disuelta, que cuelga de las grietas en las estructuras de hormigón. Donde este proceso se ha afianzado, la integridad estructural de un elemento de hormigón está en riesgo. Esta es una preocupación común de infraestructura de tráfico y mantenimiento de edificios . La eflorescencia secundaria es similar a la osteoporosis del hormigón.
Para controlar la eflorescencia secundaria, a menudo se agregan aditivos que contienen dispersión de estearato de calcio (CSD) de base acuosa en una etapa posterior del proceso de mezcla con el agua de la mezcla. En un proceso de dosificación típico, primero se carga arena en el mezclador, luego se agrega el aditivo antiflorescencia primario a base de aceite con una mezcla constante para permitir que el aceite cubra la arena. Luego se agregan agregados gruesos, colorantes y cemento, seguidos de agua. Si se usa CSD, generalmente se introduce en este punto durante o después de la adición del agua de mezcla. La CSD es una dispersión acuosa en la que las partículas sólidas finas de estearato de calcio se suspenden en el agua de manera uniforme. La CSD comercialmente disponible tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1 a 10 micrómetros. La distribución uniforme de CSD en la mezcla puede hacer que la unidad de mampostería de concreto resultante sea repelente al agua, ya que las partículas de CSD están bien distribuidas en los poros de la unidad para interferir con el movimiento capilar del agua.
La calthemita es también un depósito secundario derivado del hormigón, mortero o cal, que se puede suponer erróneamente que es eflorescencia. Las caltemitas generalmente se depositan como calcita, que es el polimorfo más estable de carbonato de calcio (CaCO 3 ).
Protegiendo contra la eflorescencia
La única forma de prevenir completa y permanentemente la eflorescencia (primaria y secundaria) en materiales cementosos es mediante el uso de aditivos especiales que reaccionan químicamente y se unen a las impurezas a base de sal en el concreto cuando hay hidrógeno (H) presente. La reacción química en estos aditivos especiales fusiona el cloruro de sodio a un nivel nanomolecular, convirtiéndolo en sustancias químicas sin sodio y otras materias inofensivas que no se filtrarán ni migrarán a la superficie. De hecho, la nanotecnología de estos aditivos puede ser hasta 100.000 veces más pequeña que incluso las partículas de cemento más pequeñas, lo que permite que sus moléculas pasen literalmente a través de minerales de cemento o partículas de arena y finalmente se conviertan en parte del cemento o arena con los que reaccionan. Y dado que requieren la presencia de hidrógeno, dejan de reaccionar cuando el hormigón se seca y comienzan a reaccionar de nuevo cuando el hormigón se expone a la humedad.
También es posible proteger materiales de construcción porosos, como ladrillos, tejas, hormigón y puramente contra la eflorescencia tratando el material con un sellador hidrofóbico impregnante. Este es un sellador que repele el agua y penetra lo suficientemente profundo en el material para mantener el agua y las sales disueltas lejos de la superficie. Sin embargo, en climas donde la congelación es una preocupación, un sellador de este tipo puede provocar daños por los ciclos de congelación / descongelación. Y aunque ayudará a proteger contra la eflorescencia, no puede prevenir el problema de forma permanente.
La eflorescencia a menudo se puede eliminar del hormigón con ácido fosfórico. Después de la aplicación, la dilución ácida se neutraliza con un detergente suave diluido y luego se enjuaga bien con agua. Sin embargo, si no se aborda la fuente de penetración del agua, la eflorescencia puede reaparecer.
Las medidas de protección comunes para las barras de refuerzo incluyen el uso de un revestimiento epoxi, así como el uso de una ligera carga eléctrica, los cuales evitan la oxidación. También se pueden utilizar barras de refuerzo de acero inoxidable.
Ciertos tipos de cemento son menos resistentes a los cloruros que otros. La elección del cemento, por tanto, puede tener un gran efecto sobre la reacción del hormigón a los cloruros.
Los repelentes de agua actuales ayudan a crear una barrera permeable al vapor; el agua líquida, especialmente de las lluvias impulsadas por el viento, permanecerá fuera del ladrillo y la mampostería. Puede escapar el vapor de agua del interior del edificio o de la parte inferior de los adoquines. Esto reducirá la eflorescencia, el desconchado y la descamación que pueden ocurrir por el agua que queda atrapada dentro del sustrato de ladrillo y se congela durante el clima frío. Hace años, los repelentes de agua atraparon la humedad en la pared de mampostería creando más problemas de los que resolvieron. La condensación en las áreas que experimentaron las cuatro estaciones fue mucho más problemática que sus contrapartes.
Galería de imágenes
Eflorescencia primaria en una pared de ladrillos en Alemania .
Eflorescencia primaria en un mortero cortafuegos en el Centro Cívico de Mississauga en Mississauga, Ontario City Hall.
Eflorescencia primaria sustancial en un edificio en Denver, Colorado .
Eflorescencia secundaria: disuelve la piedra de cemento y ataca la barra de refuerzo
Eflorescencia secundaria
Depósito secundario de carbonato de calcio derivado del hormigón que crea estalactitas de calthemita , que pueden confundirse erróneamente con eflorescencias.
