Se realizaron ensayos tendientes a evaluar la estabilidad de la ettringita. Para ello se obtuvo una muestra de este material, extraída de una probeta de ensayo de hormigón, deteriorada por la RAS, separada con la mayor pureza posible, bajo lupa binocular. Previo a los ensayos la muestra se analizó por DRX determinándose además de ettringita. ¡a presencia de portlandita y calcita.
Se estudió su comportamiento cuando se encuentra en medio neutro, (en contacto con agua), en medio ácido (solución 0.04 N de SO4H2) y en medio alcalino (solución 0.04 N de NaOH).
Se evaluó periódicamente la evolución de la reacción por DRX, determinándose que al cabo de 60 días la ettringita en ambiente saturado de humedad y en medio alcalino, se transforma totalmente a yeso y calcita, mientras que en contacto con SO4H2 sólo se determinó la presencia de yeso muy bien cristalizado.
La ettringita es metaestable a temperatura ambiente, a diferente pH, transformándose al cabo de pocos días en las especies mencionadas

Batic, Oscar R.

Maiza, Pedro

Marfil, Silvina Andrea

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HORMIGON 30/97 Asociación Argentina de Tecnología del HormigónESTABILIDAD DE LA ETTRINGITA A TEMPERATURA AMBIENTER J. MAIZ A 1. S. A. MARFIL2 3Y O. R. BATIC- Opto, de Geología. Universidad Nacional del Sur. - San Juan 670. Bahía Blanca (3000) FAX: 091-551447 • Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinarío para la Investigación Tecnológica (LEMIT-CIC) - Calle 52 entre 121 y 122 La Plata (1900) FAX: 021-250471RESUMENSe realizaron ensayos tendientes a evaluar la estabilidad de la ettringita. Para ello se obtuvo una muestra de este material, extraída de una probeta de ensayo de hormigón, deteriorada por la RAS, separada con la mayor pureza posible, bajo lupa binocular. Previo a los ensayos la muestra se analizó por DRX determinándose además de ettringita. ¡a presencia de portlandita y calcita.Se estudió su comportamiento cuando se encuentra en medio neutro, (en contacto con agua), en medio ácido (solución 0.04 N de SOaH2) y en medio alcalino (solución 0.04 N de NaOH).Se evaluó periódicamente la evolución de la reacción por DRX, determinándose que al cabo de 60 días la ettringita en ambiente saturado de humedad y en medio alcalino, se transforma totalmente a yeso y calcita, mientras que en contacto con SO,H, sólo se deter­minó la presencia de yeso muy bien cristalizado.-a ettringita es metaestable a temperatura ambiente, a diferente pH, transformándose al cabo de d o c o s  días en las especies mencionadas.Introducción_a ettringita se forma durante la hidratación del cemento a partir del alumínalo tricálcico que reacciona con el yeso. Al poner el cemento en contacto con el agua, se inicia ia disolución de sus componentes, los que luego se combinan y precipitan iniciando el endu­recimiento. Los primeros iones que se destacan son los álcalis (K' y Na') y ios suifatos (SO/) que reaccionan con los productos hidratados del ACV Esto da oportunidad a que en los primeros minutos de la reacción aparezca la ettringita. Si las reacciones continúan se1 Investigador Independiente CONICET Profesor UNS2 Investigador Adjunto CIC. Docente UNS3 Investigador Principal CIC-LEMIT Docente UNLPPágina 1 IEstabilidad del la ettringita a temperatura ambienteobservará que ante el déficit de iones sulfatos, la ettringita se transforma en otro com­puesto, el monosuifoaluminato de calcio que es mucho más estable dentro del hormigón normal._a ettringita formada ¡nidalmente, puede hallarse en presencia de anhídrido carbónico ¡CO,) y con variación del pH dentro del rango característico del fraguado del hormigón . En este caso, se descompone fácilmente para dar CaS0„.2H20; CaCO,; AI20 3xH20  (gel de alúmina) y agua (1).Numerosos autores han realizado distintos tipos de estudios referidos al incremento de volúmen que se produce al formarse la ettringita, con el consiguiente poder destructivo que posee cuando cristaliza en el hormigón, a las condiciones físico-quimicas de forma­ción, su relación con las composiciones y características del agregado y del cemento,etc.(2,3,4).Cuando la ettringita se forma en un medio plástico como es el que se produce durante la iniciación del fraguado del hormigón, el aumento de volúmen no produce tensiones pues los nuevos compuestos se acomodan al espacio disponible y las que las rodean también tienen la posibilidad de reacomodarse.En el caso del hormigón endurecido, la situación es diferente, si por algún proceso interno o externo se produce aporte de iones sulfato, el monosulfoaluminato de calcio oasa a ettringita la que cristalizará en huecos dejados por el aire, en fisuras, en contacto con el agregado, en defectos de los clastos, espacios intergranulares, etc. y en ese caso el incremento de volúmen generará tensiones superiores a las que puede soportar el normigón, provocando una acción destructiva manifestada por un fracturamiento caracte­rístico.Debe mencionarse que la ettringita en la naturaleza ha sido reportada en sólo dos oportunidades y en ambientes geológicos totalmente distintos (5). La morfología de las especies naturales difiere de las formadas en el hormigón.Se menciona un grado de metaestabilidad manifiesta, pero no se han dado a conocer las condiciones físico-químicas en que ésta se desarrolla, debido a ello existen muchas ¡ncertidumbres.Teniendo en cuenta lo dicho, en este trabajo se muestran los resultados que se obtu­vieron al estudiar el comportamiento de una muestra de ettringita obtenida de un trozo de hormigón flsurado debido a la RAS, sometida a diferentes condiciones químicas, a tem­peratura ambiente, a presión normal, observando las transformaciones cristalinas y eva­luando el oeriodo en el que aparecieron los productos resultantes.Metodología experimentalPara la identificación de los cambios cristalinos que se produjeron en la ettringita so­metida a diferentes procesos, se utilizó un difractómetro de rayos X, Rigaku D max-lll C computarizado, con radiación de Cu, monocromador de grafito, con 35 KV y 15 mA y un microscopio petrográfico para la observación de la destrucción de la estructura y la carac­terización de las nuevas especies formadas.°ara el desarrollo de las experiencias se utilizó ettringita separada bajo lupa binocular,Página I2HORMIGON 3G Asociación Argentina de Tecnología del Hormigóna partir de una probeta de ensayo de hormigón, deteriorada por la RAS, aprovechando la experiencia desarrollada en trabajos anteriores (6).El producto así obtenido, presenta un buen desarrollo cristalino, es de hábito ascicular, con agujas que alcanzan los 80 pm de largo y hasta 10 pm de espesor. Sus características morfológicas pueden apreciarse en la Figura N° 1. Analizada por DRX se obtuvo un difractograma en el que se identifican las reflexiones características de este mineral al que se asocian portlandita y calcita. (Figura N° 2) Otros detalles mineralógicos determi­nados por los autores en una ettringita sintética fueron publicados en un trabajo previo (7).ResultadosPara evaluar el comportamiento de la ettringita se trabajó con tres soluciones de dife­rente pH. Se prepararon suspensiones con cada una de ellas las que fueron colocadas sobre portaobjetos. En todos los casos se trabajó a temperatura ambiente y en una at­mósfera saturada de humedad, observándose periódicamente con el microscopio la evolución del material. Los resultados pueden resumirse en tres situaciones:1. En contacto con agua: Se dejó secar la suspensión al aire en ambiente de labora­torio a 23 °C aproximadamente, para ser analizada por DRX, obteniéndose un incremento en las intensidades de las reflexiones correspondientes a ettringita y calcita y la disminu­ción de las correspondientes a portlandita (Figura Nc 3a).La muestra colocada en ambiente saturado en humedad, durante 24 horas evolucionó a un mayor contenido de calcita, la aparición de yeso, desapareciendo totalmente la portlandita. La ettringita se mantiene prácticamente igual que en el caso anterior. (Figura N° 3b) Luego de cuatro días desaparece la ettringita, identificándose sólo las reflexiones correspondientes a yeso y calcita (Figura N° 3c).A los 25 días aumenta la intensidad de las especies mencionadas sin notarse cambio en los minerales presentesLuego de dos meses, queda prácticamente sólo calcita identificándose la reflexión principal de yeso (Figura NT 3d).En la figura N° 4 se observa que toda la ettringita se ha transformado en calcita y un material amorfo2. En solución 0.04 N de S04H2 (pH = 3): Se colocó otra muestra de ettringita igual a la anterior, a la que se le adicionó una solución de S02Hr  Los resultados obtenidos se observan en la Figura NT 5a, donde se determinó anhidrita como única especie presente.Luego de 25 días de mantenida en atmósfera saturada de humedad, se identificó yeso (Figura l\T 5b).A los dos meses sólo se observó un incremento en las reflexiones correspondientes a yeso (Figura N° 5c).En la figura N" 6 puede observarse un núcleo relictico de ettringita a partir del cual se desarrollan los cristales de yeso. (A los cinco días).3. En solución alcalina (0.04 N de NaOH, pH = 13): A los 6 días desaparece total­mente la ettringita identificándose calcita y yeso (Figura N° 7a).Página 13Estabilidad del la ettringita a temperatura ambienteA los 20 días aumentan.las intensidades de las reflexiones de calcita, con yeso subor­dinado. (Figura N° 7b). Al cabo de 75 días las especies observadas son las mismas, sólo aumentan las intensidades correspondientes a las reflexiones de yeso (Figura N' 7c).Análisis de los resultados_os resultados obtenidos indican que la ettringita es metaesiable y su degradación se eaiiza en cualquier medio. Además, el proceso es rápido, aún en condiciones normales de presión y temperatura.Conclusiones_a ettringita utilizada en este trabajo, separada del hormigón, es inestable a temperatu- -a amoiente en condiciones de saturación en humedad, a diversos pH.3e transforma totalmente a calcita con cantidades subordinadas de yeso, al cabo de dos meses, en un rango de pH de neutro a fuertemente alcalino, en contacto con el aire.En medio ácido la única especie identificada en el tiempo de la experiencia (60 días), es yeso.En la naturaleza sólo es Dosible hallar ettringita en ambientes geoquímicos muy res­tringidos, especialmente cerrados y muy jóvenes. En les hormigones encuentra un medio muy favorable para su cristalización, cuando las condiciones químicas lo permiten ¡pre­sencia de aluminatos de calcio, monosulfoaluminatos e iones sulfato).AgradecimientosA la Comisión de Investigaciones Científicas de la Prov. de Bs. As. y al CONICET, por el apoyo brindado.Referencias')  Chen, Xiantuo; Zou Ruizhen and Chen Xiaorong. Kinetic study cf ettringite carponation reaction. Cement and Concrete Research. Vo. 24, N° 7. pp 1383-1389 (1994).2) C. Larive and N. Louran. Diagnosis of alkall-aggregate reaction and sulphate reaction n French stuctures. The 9th International Conference on alkali-aggregate reaction ¡n concrete. London. II, pp. 587-598. (1992).3) G. Macelad; A. J. Hall and A. E, Fallik, An applied mineralogical investigaron of con­crete degradation in a major concrete road bridge. Min. Magazine. 54, pp. 637-644. (1990). "4) M. Puzner and U. Ludwing. The Chemical stability of ettringite. Abs. To ¡ndustr. Zeit 98, pp. 181-187. (1974).5) C. S. Hurlbut and J. L. Baum. Ettringite from Franklin, New Jersey. The American Vlineraloaist. 45, Nros. 11 and 12. pp. 1137-1143. (1960).5) P. J. Maiza; S. A. Marfil; C. A. Milanesi y O. R. Batic. Ettringita y ceolitas formadas en hormigones afectados por la Reacción Alcali-sílice. Revista Hormigón Ne 29. pp. 11-Páaina I4HORMIGON 30/97 Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón22 - Julio 1995 / Junio 1996.7) P. J. Maiza; S. A, Marfil y O R. 3atic. Ettringita, cristalizada en hormigones de ce­mento portland IV Jornadas Geológicas Bonaerenses Junin (1995). En prensaFigura N°1. Microscopía electrónica de ettringita (E)Figura N°2DRX. de la ettringita utilizada en las experiencias (E: ettringita. P: portlandita. C: calcita)Página 15Estabilidad del la ettringita a temperatura ambienteFigura N° 3 - DRX de la ettringita en contacto con agua 3a: ettringita húmeda y secada; 3b: 24 h s 3 c :  4 días y 3d: 60 dias (E: ettringita, P portlandita. Y: yeso, C: calcita)Figura N° 4C -  Calcita. A = Materia! amorfoPásrina 16HORMIGON 30, Asociación Argentina de Tecnología del HormigónFigura N° 5DRX de la ettringita en medio ácido 5a: ettringita al entrar en contacto con la solución de S04H2 y secada: 5b: 25 dias y 5c: 60 días (A:anhidrita, Y: yeso)Figura N° 6E -  ettringita, Y = yesoEstabilidad del la ettringita a temperatura ambientePágina 18

Estabilidad de la ettringita a temperatura ambiente

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