¿Por qué inoxidable?

¿Cuáles son los beneficios?

• Porque es muy resistente a la corrosión por iones cloruro
• No depende de la alta alcalinidad del hormigón para su protección
• La cubierta de hormigón se puede reducir
• El sellador de hormigón, como el silano, se puede eliminar
• La mezcla de concreto se puede simplificar para adaptarse a las necesidades de diseño de concreto, no para las necesidades de protección de barras de refuerzo
• Mejora la durabilidad
• Reduce el mantenimiento y la reparación
• Se puede utilizar de forma selectiva para elementos de alto riesgo de forma rentable
• Con el tiempo se reciclará

Aceros inoxidables frente a otras soluciones de protección contra la corrosión [15] [16]

	Ventajas	Inconvenientes
Recubrimiento epoxi	Menores costos iniciales	No se puede doblar sin agrietarse Requiere un manejo cuidadoso para evitar dañarlo durante la instalación
Galvanización	Menores costos iniciales	No se puede doblar sin agrietarse El recubrimiento de Zn se corroe más rápido que el hierro, y ya no es efectivo cuando el zinc se ha corroído
Polímeros reforzados con fibra	Menores costes iniciales Ligero	Bajo módulo (baja rigidez) No se puede doblar sin agrietarse Sin resistencia al calor y poca resistencia al impacto en inviernos duros ¿Propiedades a lo largo del tiempo (Envejecimiento)? ¿Degradación por el agua y la temperatura? La eliminación al final de la vida útil debe ser cuidada
Protección catódica	Menores costos iniciales	Requiere un diseño cuidadoso para la protección general Requiere una instalación cuidadosa para mantener los contactos eléctricos adecuados Requiere una fuente permanente de corriente (que debe ser monitoreada y mantenida) o ánodos de sacrificio que requieren monitoreo y reemplazo.
Membranas	¿Costos iniciales más bajos?	Requiere una instalación cuidadosa Rendimiento a lo largo del tiempo discutible Limitado a superficies horizontales
ACERO INOXIDABLE	Bajo costo del ciclo de vida: Diseño similar a los aceros C Los refuerzos mixtos de acero C/acero inoxidable funcionan bien Tolera una mano de obra deficiente (cobertura de hormigón insuficiente, compactación deficiente, curado inadecuado…) Insensible a la mala calidad del hormigón Fácil instalación Sin mantenimiento Sin límite de vida Permite una cubierta de hormigón más delgada Mejor resistencia al fuego 100% Reciclado Elimina la corrosión y, por lo tanto, el agrietamiento del hormigón inducido por la corrosión	Mayor costo inicial….pero limitado a un pequeño porcentaje del costo de la estructura.

 

Selección de grado

Recomendaciones del Centro Técnico de Consultoría para el Cemento y el Hormigón, Suiza [17]:

la corrosión

con recubrimiento epoxi

Material de la armadura		Resistencia a las picaduras 1)		Clase de resistencia a	Carbonatación del hormigón
					No		Sí	No	Sí	Sí 2)	Sí 2)
					Contenido de cloruro 3)
					Cero		Cero	Bajo	Bajo	Medio	Alto
Barra de refuerzo negra ordinaria		0		0	+		–	+/-	(-)	–	–
Barras de refuerzo		0		?	4)
Barras de refuerzo galvanizadas		0		0/1	+		+	(+)	–	–	–
Aceros al cromo 5)		10-16		1	+		+	+	(+/-)	(+/-)	–
Aceros al cromo-níquel y aceros al cromo-níquel-molibdeno		17-22		2	+		+	+	+	+	(+)
Aceros al cromo-níquel-molibdeno		23-30		3	+		+	+	+	+	+
Aceros al cromo-níquel-molibdeno		>31		4	Para casos especiales, por ejemplo: Muy alto contenido de cloruro Alto contenido de cloruro y otras circunstancias desfavorables
1) WS: Resistencia a la picadura equivalente calculada según: WS=%Cr+3.3%Mo+0%N. Para el cálculo se utilizó el contenido mínimo de cromo y molibdeno según la norma EN 10088 y Stahlschlüssel (Alemania). No se tuvo en cuenta el contenido de nitrógeno.
2) Domina la influencia del contenido de cloruro. La carbonatación es de menor importancia ya que la tasa de carbonatación es baja o la cubierta de hormigón es alta
3) Contenido de cloruro:			bajo:			≤0.6 M.% con respecto al contenido de cemento
			medio:			≥0,6, pero ≤1,5 millones de % con respecto al contenido de cemento
			Alto:			≥1,5, pero ≤5 M.% con respecto al contenido de cemento
			Muy alto:			>5 M.% con respecto al contenido de cemento
4) La clasificación es incierta/controvertida. Consideraciones comparativas y juicio: véase el capítulo 4.7.
5) La susceptibilidad a la corrosión por picaduras de los aceros al cromo con un bajo contenido de cromo aumenta rápidamente con la disminución del pH. Dependiendo de la cubierta de hormigón, la carbonatación del hormigón es, por lo tanto, más o menos importante

 

Recomendaciones de:

BSSA (Asociación Británica del Acero Inoxidable) Informe especial (2003) [18]

de exposición dada

de exposición

Selección del material Grado para una condición
Condición de exposición Grado	del material
Acero inoxidable incrustado en hormigón con exposición normal a cloruros en plafones, vigas de borde, muros pantalla, juntas y estructuras	1.4301
Al igual que en el caso anterior, pero en el que los requisitos de diseño para la durabilidad se relajan de acuerdo con la tabla 3.7.	1.4301
Como en el caso anterior, pero en el que se requiere una relajación adicional del diseño para la durabilidad por razones específicas en una estructura o componente determinado, es decir, cuando no se puede garantizar la integridad de la impermeabilización durante toda la vida útil de la estructura	1.4436
Exposición directa a cloruros y aguas que contienen cloruro, por ejemplo, barras de clavijas, pernos de sujeción y otros componentes que sobresalen del hormigón.	1.4429 1.4436
Requisitos estructurales específicos para el uso de refuerzos de mayor resistencia y adecuados para todas las condiciones	1.4462 1.4429

Tenga en cuenta, sin embargo, que desde entonces, los grados Lean Duplex ganaron aceptación y ahora se utilizan ampliamente (consulte las propiedades del acero inoxidable)

¿Es rentable el acero inoxidable?

Ejemplo 6 [Referencia 26, Capítulo 11]

Describe la reparación de la fachada de un edificio de apartamentos de 18 pisos en Alicante, España. (ver vista frontal, abajo) El edificio de 30 años de antigüedad se encuentra cerca del mar. Se observaron grietas en los paneles de la fachada que requirieron ser reemplazados por otros nuevos reforzados con acero inoxidable.

Ejemplo 7 [Referencia 27, Capítulo 12]

Compara los costes de dos estructuras de hormigón (es decir, un edificio de apartamentos y un aparcamiento subterráneo) reforzadas con acero C o con acero inoxidable. El uso de acero inoxidable en las zonas más expuestas solo conduce a un aumento del coste de construcción de unos 9€/m2 (alrededor del 2,5%) para el edificio de apartamentos. Un reemplazo completo del acero C por acero inoxidable aumentaría el costo en aproximadamente un 6%. Esto no es mucho en vista de la mayor vida útil de la construcción sin un mantenimiento importante.

Resistencia al fuego [26 Capítulo 11]

Los códigos de construcción exigen que las estructuras cumplan con un nivel adecuado de resistencia al fuego, generalmente 2 horas como mínimo, antes del colapso. Uno de los parámetros clave para las vigas de hormigón armado es la cubierta de hormigón (sobre la barra de refuerzo).

Sin embargo, aumentar la cobertura de concreto será eficiente solo si el concreto no presenta grandes grietas o está deteriorado. Esto puede ocurrir con el tiempo como resultado de la corrosión.

Otro problema, para las cubiertas gruesas de hormigón, es el «desconchado«, es decir, el agrietamiento y la descamación de la cubierta de hormigón en caso de incendio. Se imponen formas de evitar esto, pero aumentan el costo.

Una forma eficiente de mejorar la resistencia al fuego del hormigón armado es utilizar barras de refuerzo de acero inoxidable. Los aceros inoxidables conservan sus propiedades mecánicas mejor que el acero al carbono a temperaturas elevadas.

Nota: EN 1.4311 (AISI 304N): datos de barras de refuerzo de acero inoxidable del mundo, datos del Eurocódigo EN 1.4301 (AISI 304)

Las simulaciones por computadora muestran que la resistencia al fuego de las vigas reforzadas con acero inoxidable es mucho mejor que la de las reforzadas con acero al carbono.

La siguiente curva, obtenida por simulación por ordenador, ilustra cómo una viga de hormigón reforzada con acero C o acero inoxidable (grado EN 1.4311 – AISI 304N) se dobla bajo carga en caso de incendio (norma ISO 834 – fuego celulósico). La deflexión de la viga aumenta con el tiempo (y la temperatura de la viga) hasta que ya no puede soportar la carga.

El acero inoxidable casi duplica el tiempo antes de que la viga colapse. Además, la alta elongación proporciona un inicio progresivo de falla del haz y, por lo tanto, advierte de un peligro inminente.

El aumento del tiempo antes del colapso provocado por el refuerzo de acero inoxidable es una alternativa atractiva al aumento de la cobertura de hormigón:

• No aumenta el peso de la estructura, de ahí la carga sobre los miembros
• Mantiene la resistencia al fuego en estructuras propensas a la corrosión