Universidad Autónoma de Nuevo LeónFacultad de Ingeniería Civil

División de Estudios de Posgrado e Investigación

Tema: Resistividad Eléctrica del Concreto

Presentado por:

Francisco Javier Vázquez Rodríguez

Materia: Corrosión de estructuras de concreto reforzado

Catedrático: Dr. Gerardo Fajardo San Miguel

Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L. Febrero de 2012

El concreto húmedo se comporta esencialmente como un electrolito con resistividad hasta de aproximadamente 100 ohm-m, esta dentro del rango de semiconductores, el concreto secado al aire tiene una gran resistividad del orden de 104 ohm-m, por otro lado el concreto secado al horno tiene una resistividad de aproximadamente 109 ohm-m lo cual señala que el concreto es un buen aislador.

Los concretos de composición variable están dados por las reacciones a largo plazo como escoria de alto horno molida y granulada en el concreto causan un incremento continuo en la resistividad eléctrica del material. El humo de sílice también aumenta la resistividad los efectos de la escoria de alto horno molida y granulada; y del humo de sílice tienen significado cuando el progreso de la corrosión del acero de refuerzo se controla mediante resistencia eléctrica.

Propiedades eléctricas del concreto

Donde R es la resistencia eléctrica que se mide aplicando un voltaje V y midiendo el paso de corriente I. Esa relación es igual a la resistividad por el factor geométrico l/A, es decir por la l = distancia entre electrodos y A = área transversal de paso de la corriente.

La porosidad se puede evaluar por la resistencia al movimiento de las cargas eléctricas (los iones) de la fase acuosa de los poros del concreto

RESISITIVIDAD DEL CONCRETO

La resistividad eléctrica es una propiedad de cada material y corresponde al reciproco de su conductividad su unidad de medida es el (ohm-cm ú ohm-m).

Depende en gran proporción del grado de saturación de los poros del concreto y en menor grado de la hidratación de la pasta y de la presencia de sales disueltas en la fase acuosa esta en función de variables tales como: tipo de cemento adiciones inorgánicas, relación agua/cemento, porosidad de las estructuras, entre otras.

Cuanto mayor es la resistividad menor es la porosidad del concreto y mayor su resistencia mecánica, al tener más fase sólida por volumen. Además, si el concreto no está saturado de agua, la resistividad crece, por lo que es un indicador de su grado de saturación. Por tanto, la resistividad es un indicador de la calidad del concreto al indicar su porosidad, y es un indicador de su grado de saturación y puede servir para el control del grado de curado.

La medida de la resistividad

Debido a que la corrosión es un fenómeno electroquímico, la resistividad eléctrica del concreto tendrá una influencia sobre la velocidad de corrosión del acero como una corriente iónica (corriente eléctrica en un flujo de iones cargados en el agua capilar) debe pasar de los ánodos a los cátodos.

Las cuatro puntas de la medición de la resistividad de la prueba de Wenner fue desarrollada para medir la resistividad del suelo (ASTM- G57) la modificación especializada de Wenner se utiliza con frecuencia para la medición de la resistividad de concretos “in situ”.

MEDICION DE LA RESISITIVIDAD

las sondas exteriores pasar una corriente a través del concreto las sondas interiores detectar la diferencia de tensión.

Este enfoque elimina cualquier efecto debido a las resistencias de contacto de superficie.

La medición puede ser utilizada para indicar la posible actividad de corrosión si el acero esta despasivado.

Donde a es el espacio del electrodo, I es la corriente aplicada a través de las sondas externas y V es la medición del voltaje entre las sondas internas.

Una vez que se ha considerado necesario perforar los agujeros para insertar sondas pero los dispositivos modernos de 4 sondas son de resorte y basta con presionar sobre la superficie del concreto .

También están disponibles dispositivos mas baratos de dos sondas como se muestra en la imagen.

Una técnica alternativa es utilizar un electrodo simple para medir la resistividad de la superficie del concreto sobre la red de acero.

Propiedades que se miden

La resistividad eléctrica es una indicación de la cantidad de humedad en los poros, el tamaño y capilaridad del sistema de poros. La Resistividad está fuertemente afectada por la calidad del concreto, es decir, el contenido de cemento, relación agua / cemento, el curado y aditivos utilizados.

El nivel de cloruros no afectan en gran medida la resistividad, ya que hay muchos iones disueltos en el agua de los poros y un poco más de los iones de cloruro aquí o allá no hace una gran diferencia. Sin embargo, los cloruros en el concreto pueden ser higroscópicos, es decir, que estimulará a que el concreto retenenga el agua. Esta es la razón por la que los cloruros son a menudo acusados  de reducir la resistividad del concreto.

Criterios de evaluación de la resistividad eléctrica

Influencia de la utilización de ceniza de cáscara de arroz en la resistividad eléctrica del hormigón:Un estudio de viabilidad técnica y económica

Abstracto:

Este estudio investigó el comportamiento aparente de la resistencia eléctrica de las mezclas de concreto con la adición de ceniza de cáscara de arroz con el método Wenner de 4 electrodo. Las pruebas incluyen resistencia a la compresión, la porosidad y conductividad eléctrica de la solución de los poros.

El contenido de ceniza de cáscara de arroz fueron probados10%, 20% y el 30% y los resultados se compararon con una mezcla de referencia con 100% de cemento Portland y dos binario otra mezcla con cenizas volantes 35% y 50% escoria de alto horno. Un mayor contenido de ceniza de cáscara de arroz resultó en una mayor resistividad eléctrica, que superaron a los de todas las otras muestras. Sin embargo, para los niveles de resistencia a la compresión entre 40 MPa y 70 MPa, la mezcla con escoria de alto horno de un 50% mostró la mejor combinación de costo y rendimiento.

Como resultado, la adición de RHA a concreto ayuda a proteger la capa pasiva del acero de refuerzo, que a su vez lo protege contra la corrosión , la causa principal del deterioro de concreto reforzado. Sin embargo, también se sabe que cuando el capa de pasivación se ve comprometida, la velocidad de corrosión se rige por la resistividad eléctrica y la disponibilidad de oxígeno en el hormigón

La resistividad eléctrica proporciona alguna información sobre lared interconectada de poros en el hormigón y, por extensión,sobre su resistencia a la penetración de iones cloruro. Cuando el contenido de humedad se mantiene constante aumento, la resistividad eléctrica como la relación w / b se reduce debido al aumento en el grado de hidratación y la sustitución parcial de las adiciones minerales tales como escoria de alto horno (BFS),cenizas volantes (FA) y sílice humos (SF) para el cemento.

Los aglutinantes utilizados fueron: (a) RHA producido en una planta de energía térmica bajo condiciones combustión controlada, (b) BFS producidos en un molino de acero local y se enfría mediante un proceso húmedo, (c) FA no tratada a partir del carbón se quema en una planta de energía térmica y (d) de alta resistencia inicial del cemento Portland. La composición física y química de estos materiales se resumen en la Tabla 1.

Proporciona miento de las mezclas.

Las mediciones de resistividad eléctrica se hicieron mediante el método de Wenner , y se sacaron las muestras del molde húmedas para su medición y después se volvieron a colocar en su lugar.

REL 0.35

REL 0.5

REL 0.65

Conclusiones Generales:

•El metodo de wenner es el mas utilizado para la medición de la resistividad.

•Las altas relaciones agua/ materiales cementantes influyen directamente mientras el concreto sea mas denso mas baja la resistividad eléctrica.

•El uso de cascara de arroz aumenta la resistividad del concreto .

•En correlación con los demás cementantes la cascara de arroz mostro mayor resistividad eléctrica y la alta porosimetria tiene un papel importante en la resistividad.

BIBLIOGRAFIA:

•Broomfield JP - corrosion of steel in concrete, 2ª ed. Taylor and francis, 2011

•Neville Adam.M, tecnologia del concreto, 4ª ed. IMCYC 1999

•Manual del durar

•Manual de rehabilitación de estructuras