¿Colar concreto sobre varilla oxidada detiene el óxido?

pH del concreto

12.5–13.5pasiva el acero

Óxido superficial

aceptablepuede mejorar adherencia

Escama suelta

retirarrompe la adherencia

Defensa principal

recubrimientoespesor y calidad

En resumen

• El concreto protege al acero por química, no solo por barrera: la alcalinidad lo pasiva.
• Una película naranja delgada sobre la varilla es normal y se acepta antes de colar.
• La escama que se desprende y cualquier pérdida medible de diámetro no se aceptan.
• Lo que rompe la protección después es la carbonatación y la entrada de cloruros.
• El recubrimiento y un concreto poco permeable son la defensa principal; ningún revestimiento los sustituye.

¿Por qué el concreto protege al acero?

El mecanismo es la alcalinidad. Al hidratarse, el cemento produce hidróxido de calcio junto con hidróxidos de sodio y potasio, y el agua retenida en los poros del concreto queda alrededor de pH 12.5 a 13.5. A ese pH, el acero forma espontáneamente una película de óxido extremadamente delgada y bien adherida. Esa capa se llama capa pasiva, y mientras esté íntegra la corrosión prácticamente se detiene: la velocidad de reacción cae varios órdenes de magnitud.

El concreto además funciona como barrera física y limita qué tan rápido llegan al acero el oxígeno, el agua y las sales disueltas. Los dos mecanismos importan y los dos dependen de lo mismo: concreto denso, bien vibrado, poco permeable y con espesor suficiente sobre la varilla.

El acero embebido en buen concreto tiene una hoja de servicio extraordinaria gracias a esta química. La guía de la NRMCA sobre corrosión del acero en el concreto la señala como la razón por la que el concreto reforzado funciona como material compuesto.

Por eso la corrosión casi nunca es la historia de una varilla que entró oxidada. Es la historia de una capa pasiva destruida años después.

¿Se puede colar sobre varilla con óxido superficial?

Sí, y así se ha trabajado durante décadas. La varilla se transporta y se almacena a la intemperie, llega a la obra con una película delgada de óxido y así se arma en prácticamente todos los proyectos del país. El ambiente alcalino la pasiva en cuanto queda rodeada de concreto.

El óxido ligero incluso ayuda. Una superficie algo rugosa y oxidada le da a la pasta más agarre mecánico que la calamina lisa de fábrica, así que la adherencia sale igual o mejor.

La raya se traza en el material suelto y en la pérdida de sección. Si el óxido se está botando en escamas que salen con carda o con la mano enguantada, esa capa queda entre la varilla y la pasta e impide la adherencia: hay que retirarla. Y si la varilla estuvo tanto tiempo a la intemperie que las corrugas se redondearon o el diámetro bajó de forma medible, ya no tiene el área que supuso el diseño y se cambia.

El lodo, el aceite, el desmoldante y la pintura son contaminantes más serios que el óxido, porque ninguno deja que la pasta toque el acero.

Información general, no asesoría de ingeniería. El trabajo estructural debe ser diseñado por un ingeniero con licencia.

¿Qué destruye la capa pasiva?

Dos mecanismos explican casi toda la corrosión en concreto reforzado, y ninguno es el óxido con el que entró la varilla.

La carbonatación es el más lento. El dióxido de carbono del aire penetra el concreto y reacciona con el hidróxido de calcio de la solución de poros, lo convierte en carbonato de calcio y baja el pH. Cuando el frente de carbonatación alcanza la profundidad del acero y el pH cae lo suficiente, la capa pasiva deja de ser estable y arranca la corrosión. La carbonatación avanza rápido en concreto permeable y mal curado, y casi no avanza en concreto denso.

La entrada de cloruros es más rápida y más destructiva. Los iones cloruro de las sales descongelantes, del agua de mar o del rocío marino migran por el concreto y rompen la película pasiva de forma localizada, aun con el pH alto. La corrosión se concentra entonces en picaduras, y por eso el daño por cloruros aparece como pérdida de sección profunda y puntual en lugar de óxido parejo.

Las grietas agravan los dos mecanismos, porque le dan al CO₂ y a los cloruros un atajo que salta el recubrimiento. Y como los productos de corrosión ocupan varias veces el volumen del acero del que salieron, una vez iniciada genera presión interna que desprende el recubrimiento y acelera todo lo demás.

¿Qué son las clases de exposición C0, C1 y C2 de ACI 318?

ACI 318 asigna una clase de exposición por corrosión según cuánta humedad y cuántos cloruros va a ver el concreto, y a esa clase le amarra requisitos de material. La clase C0 es concreto seco o protegido de la humedad. La C1 es concreto expuesto a humedad pero sin fuente externa de cloruros. La C2 es concreto expuesto a humedad y a una fuente externa de cloruros: agua de mar, agua salobre, sales descongelantes o el rocío de cualquiera de ellas.

Los requisitos se aprietan conforme sube la clase. Para la C2, ACI 318 responde con una relación agua/cemento máxima más baja, una resistencia especificada mínima más alta, límites más estrictos de cloruros en la mezcla y mayor recubrimiento sobre el acero. Los valores numéricos están en el código; la NRMCA publica una guía gratuita para seleccionar clases de exposición que explica cómo se asignan.

En la costa o en zona de sales, la lectura práctica es simple: una mezcla más resistente y menos permeable no es un lujo, es el requisito. Un piso de garaje en un estado con nieve, al que le entra sal todo el invierno, está en exposición agresiva por cloruros y así debe especificarse.

¿Por qué el recubrimiento es la defensa principal?

El recubrimiento es el espesor de concreto entre la cara exterior y el acero más cercano, y es la variable más importante contra la corrosión porque la carbonatación y los cloruros avanzan por difusión. Duplicar el recubrimiento multiplica aproximadamente por cuatro el tiempo que tarda un frente agresivo en llegar a la varilla. Ninguna otra decisión da ese apalancamiento.

Pero el recubrimiento solo sirve si el concreto es denso. Dos pulgadas de concreto permeable y mal curado protegen menos que una pulgada de concreto de baja relación agua/cemento bien curado, y por eso ACI 318 amarra el recubrimiento con la relación agua/cemento máxima y la resistencia mínima de cada clase de exposición.

Lograrlo es tanto un problema de colocación como de diseño. La varilla necesita silletas a la altura correcta, alambre de amarre con las puntas hacia adentro y suficiente vibrado para que no queden huecos bajo el acero. Una parrilla que se hunde durante el colado se queda con recubrimiento cero por abajo.

Las grietas son la excepción que el recubrimiento no arregla: ahí mandan el control de fisuración, las juntas y el curado.

¿Cuándo se justifica varilla con recubrimiento epóxico?

Se especifica donde la exposición es tan agresiva que el recubrimiento y la calidad de mezcla por sí solos no se consideran suficientes: losas de puente, estacionamientos, obra marina y estructuras que van a ver cloruros durante décadas. La varilla epóxica producida bajo ASTM A775 lleva un recubrimiento adherido por fusión que mantiene los cloruros lejos del acero.

El recubrimiento epóxico complementa, nunca sustituye. La varilla vale lo que valga su película, y esa película se daña con el manejo brusco, el doblado en obra y el corte, así que la reparación del daño forma parte de la especificación. Además, la varilla recubierta se adhiere un poco menos al concreto, y el diseñador lo toma en cuenta.

Existen otras rutas: varilla galvanizada, acero inoxidable, inhibidores de corrosión dosificados en la mezcla y mezclas de baja permeabilidad con cementantes suplementarios. Cada una tiene su costo y su historial, y la elección le toca al ingeniero responsable.

En obra residencial común —zapatas, losas de contacto, patios— nada de esto suele justificarse. Con recubrimiento suficiente en una mezcla bien proporcionada y bien curada basta.

Errores comunes

• Cepillar la varilla hasta dejarla brillante antes de colar — trabajo de más: el óxido superficial ligero se acepta y suele mejorar la adherencia.
• Dejar escama suelta, lodo, aceite o desmoldante sobre el acero — cualquiera de los cuatro se interpone entre la pasta y la varilla.
• Creer que la varilla recubierta hace innecesario el recubrimiento de concreto — el epóxico complementa; el tiempo de servicio lo compra la profundidad.
• Tratar un piso de garaje con sal como exposición normal — la clase C2 de ACI 318 existe justamente porque los cloruros cambian los requisitos.
• Dejar que la parrilla se hunda durante el colado — el acero que termina en el fondo de la losa se queda sin recubrimiento y es el primero en corroerse.