Durabilidad de las armaduras corrugadas de acero inoxidable en estructuras de hormigón armado en ambientes marinos

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Física Aplicada. Fecha de lectura: 13-06-2017Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 13-12-201

Drawn steel surface analysis in contact with saline solution by electrochemical atomic force microscopy (EC-AFM)

Trabajo presentado en el VI International PhD Student Workshop: Durability of Reinforced Concrete from COmposition to Protection, celebrado en Delft (Países Bajos), los dñias 4 y 5 de julio de 2013High strength steels in concrete structures used as reinforcement have high durability. The corrosion resistance is due to the physical barrier that concrete provides, and by a protective passive film developed on the surface by the high alkaline media. In presence of chloride ions, they can break the passive film. These ions can be found into the mixing water or in the structures near marine environment. The current work studies corrosion phenomena of drawn wire steels with eutectoid composition containing a pearlitic microstructure, which is composed by a ferritic matrix with cementite layers observed by Atomic Force Microscopy. An electrochemical cell with three electrode is developed in order to assemble it into Atomic force Microscopy (AFM) and topography images are obtained a long of the electrochemical experiments in continuous. This work is focused on the study, by Electrochemical Atomic Force Microscopy (EC-AFM), the early stages of the corrosion of such steels as a consequence of their exposure to a sodium chloride solution. The topography images show the pearlitic microstructure of the steel, with a preferential attack of the ferritic phase and the Cementite acting as a cathode. Depth histograms provides the corrosion loss of the ferritic core. Taking into the account the passivity of the cementite phase, it is possible to estimate the corrosion rate. At the same time, the electrochemical results gave us the corrosion rate by the lineal polarization technique. According to the Farady¿s law it is possible to obtain the corrosion depth. Therefore, topographical values and electrochemical values are compared during a period of time

Drawn steel surface analysis in contact with saline solution by electrochemical atomic force microscopy (EC-AFM)

Trabajo presentado en el European Congress and Exibithion on Advanced Materials and Processes EUROMAT 2013, celebrado en Sevilla (España), del 8 al 12 de septiembre de 2013High strength steels in concrete structures used as reinforcement have high durability. The corrosion resistance is due to the physical barrier that concrete provides, and by a protective passive film developed on the surface by the high alkaline media. In presence of chloride ions, they can break the passive film. These ions can be found into the mixing water or in the structures near marine environment. The current work studies corrosion phenomena of drawn wire steels with eutectoid composition containing a pearlitic microstructure, which is composed by a ferritic matrix with cementite layers observed by Atomic Force Microscopy. Continuous sweeps in contact mode are performed in areas of 5 x 5 microns, obtaining topographic images. An electrochemical cell is developed in order to assemble it into Atomic force Microscopy. The cell set up is composed with three electrodes: a reference micro-electrode of Ag/AgCl, a drawn wire steel like working electrode, and a slim wire made of Pt/Ir like a counter electrode in a cell of 400 µL. The cell was subjected to different solution media, both neutral and alkaline in presence of chloride ions. Electrochemical conditions were changed by the application of different potentials. The experimental results give images of topography ¿in situ¿. They are extracted directly from the steel surface. The main advantage of this technique is the observation of preferential attack of the ferrite, with the cementite as cathode

Análisis superficial de aceros trefilados en contacto con disoluciones salinas mediante AFM

Resumen del trabajo presentado en el XXXIII Reunión del Grupo de Electroquímica de la Real Sociedad Española de Química, celebrado en Miraflores de la Sierra, Madrid (España), del 1 al 4 de julio de 2012Los aceros de alta resistencia presentan generalmente una alta durabilidad. La resistencia a la corrosión se debe a la barrera física que proporciona el hormigón y al desarrollo de una capa pasiva protectora que se genera en la superficie de los mismos provocada por la alta alcalinidad del medio. La destrucción de la capa pasiva del acero puede producirse debido a la presencia de una cantidad suficiente de cloruros, bien por la adicción de estos durante el amasado o bien por penetración desde el exterior de los mismos cuando la estructura se encuentra situada en ambientes marinos. En el presente trabajo, utilizando la técnica de microscopía de fuerzas atómicas (AFM), se estudian fenómenos de corrosión de aceros trefilados de composición eutectoide con microestructura perlítica formada por una matriz de ferrita con láminas de cementita. Se realizan barridos en continuo y se obtienen imágenes de áreas 5x5 micras en modo de trabajo contacto. Se ha puesto a punto una celda electroquímica conectada a un AFM constituida por tres electrodos; micro-electrodo de referencia de Ag/AgCl, acero trefilado como electrodo de trabajo y un fino hilo de 80% de Pt/Ir como contra-electrodo en una celda de 400 µL. Se ha sometido la celda a distintas condiciones electroquímicas modificando el potencial en medios alcalinos y neutros en presencia de cloruros. Los resultados experimentales permiten obtener imágenes ¿in situ¿ de la topografía que se desarrolla en la superficie del acero. El presente estudio ha permitido observar el ataque preferencial de la ferrita, con la cementita actuando como cátodo

Análisis superficial de aceros trefilados en contacto con disoluciones salinas mediante AFM

Trabajo presentado en el XII Congreso Nacional de Materiales (IBEROMAT XII), celebrado en Alicante (España), del 30 de mayo al 1 de junio de 2012Los aceros de alta resistencia que se utilizan como armaduras activas en estructuras de hormigón pretensado, pueden ser afectados por el fenómeno de la corrosión. Generalmente, las estructuras de hormigón armado presentan una alta durabilidad, causada por la doble protección que el hormigón ejerce sobre el acero; por una parte, el recubrimiento de hormigón supone una barrera física y por otra, la elevada alcalinidad de éste desarrolla sobre el acero una capa pasivante que lo mantiene inalterado por tiempo indefinido. Sin embargo, una de las causas que pueden dar lugar a la destrucción de la capa pasivante del acero es la presencia de una cantidad suficiente de cloruros, que se encuentren presentes, bien por la adicción de estos durante el amasado o bien por la penetración de estos desde el exterior como por ejemplo cuando se encuentran en ambientes marinos. La Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), es una herramienta muy versátil, dentro de los distintos campos del mundo de la investigación. Una de las numerosas posibilidades que AFM ofrece, es la observación ¿in situ¿ de algunos procesos activos que se desarrollan en superficies, permitiendo obtener información de los cambios que ésta superficie experimenta, al ser sometida a unas condiciones determinadas, incluso cuando estos procesos se desarrollan en medios líquidos. En este trabajo se desarrollan fenómenos de corrosión en superficies de aceros trefilados de alta resistencia de composición eutectoide con microestructura perlítica formada por una matriz de ferrita con láminas de cementita observados mediante AFM, dentro de una celda de líquidos, durante distintos períodos de tiempo obteniéndose conclusiones sobre los procesos que ocurren en la superficie e imágenes a tiempo real de las distintas evoluciones superficiales

Analysis of the carbonation processes of cement based materials using AFM. Comparison with the analysis by Scanning Electron Microscopy

Trabajo presentado en el 17th International Microscopy Congress: Revealing the Nanoworld in Life and Materials Sciences, celebrado en Río de Janeiro (Brasil) del 19 al 24 de septiembre de 201

Could drawn steel surface analysis in contact with saline solution by Electrochemical Atomic Force Microscopy

Trabajo presentado en el European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EUROMAT 2013), celebrado en Sevilla (España), del 8 al 13 de septiembre de 2013: High strength steels in concrete structures used as reinforcement are usually passivated due to the physical barrier that concrete provides and by a protective passive film developed on the surface by the high alkaline media. Chloride ions can break the passive film. These ions can be found dissolved in the water or in structures in marine environment. This work is focused on the study, by Electrochemical Atomic Force Microscopy (EC-AFM), of the early stages of corrosion of such steels during exposure to a sodium chloride solution in order to better understand the evolution of the dissolution of steel phases. Additionally, it is estimated the corrosion rate by topographical images and simultaneously by means of measuring the corrosion rate through the linear polarization technique performed in an electrochemical cell specially developed in the AFM microscope. The results show the evolution of the topographical profiles which are compared during some period of time with the electrochemical results

Aceros inoxidables de refuerzo frente a la corrosión por cloruros. Austeníticos clásicos y dúplex

Resumen del trabajo presentado a las I Jornadas de Jóvenes Científicos en Materiales de Construcción, celebradas en la Universidad Carlos III de Madrid del 18 al 19 de junio de 2018.Peer reviewe

Threshold concentration of chlorides in concrete for stainless steel reinforcement: Classic austenitic and new duplex stainless steel

Stainless steel rebars is used to lengthen the service life of structures in aggressive media. Corrosion resistance was studied in five grades of mortar-embedded stainless steel: EN 1.4307, EN 1.4404, EN 1.4482, EN 1.4362 and EN 1.4462. A modified accelerated chloride attack was applied to prevent steel rebar polarisation and artificial re-passivation. The critical chloride concentration was determined. Based on corrosion rate, service life was calculated for a given exposure at two probability levels.The support received from IISIS project and ACERINOX EUROPA SAU is gratefully acknowledged.Peer reviewe

Armaduras de acero inoxidable expuestas en ambiente marino. Caracterización in-situ de la corrosión

Trabajo presentado en el I Congreso Nacional PRE-CONPAT 16 ESPAÑA: Avances en control de calidad, patología y recuperación de la construcción, celebrado en Madrid (España), el 2 de diciembre de 201