Eflorescencia

En química, eflorescencia (que significa "florecer" en francés) es la migración de una sal a la superficie de un material poroso, donde forma una capa. El proceso esencial implica la disolución de una sal contenida internamente en agua u ocasionalmente en otro solvente. El agua, con la sal ahora en solución, migra a la superficie y luego se evapora, dejando una capa de sal.

En lo que se ha descrito como "eflorescencia primaria", el agua es el invasor y la sal ya estaba presente internamente, y se produce un proceso inverso, donde la sal está originalmente presente externamente y luego es transportada al interior en solución, se conoce como "eflorescencia secundaria".

Las eflorescencias pueden ocurrir en ambientes naturales y construidos. En materiales de construcción porosos, puede presentar sólo un problema externo cosmético (eflorescencia primaria que causa manchas), pero a veces puede indicar debilidad estructural interna (migración/degradación de los materiales componentes). La eflorescencia puede obstruir los poros de los materiales porosos, lo que resulta en la destrucción de esos materiales por la presión interna del agua, como se ve en el desconchado del ladrillo.

Ejemplos

1. Una gota acuosa de concentración de 5 molares de NaCl cristalizará espontáneamente a un 45% de humedad relativa (298 K) para formar un cubo NaCl por el mecanismo de la nucleación homogénea. El agua original se libera a la fase de gas.
2. Gypsum (CaSO)₄.2H₂O) es un sólido hidratante que, en un entorno suficientemente seco, renunciará a su agua a la fase de gas y formará anhídrido (CaSO)₄).
3. Sulfato de cobre (II) (bluestone) (CuSO)₄.5H₂O) es un sólido cristalino azul que cuando está expuesto al aire, pierde lentamente agua de cristalización de su superficie para formar una capa blanca de sulfato de cobre anhídrido(II).
4. Decahidrato de carbonato de sodio (Na₂CO₃.10H₂O) perderá agua cuando esté expuesta al aire.

Albañilería

Eflorescencia primaria

La eflorescencia primaria se denomina así porque normalmente ocurre durante el curado inicial de un producto cementoso. A menudo ocurre en construcciones de mampostería, particularmente ladrillos, así como en algunos morteros cortafuegos, cuando el agua que se mueve a través de una pared u otra estructura, o el agua que sale como resultado del calor de hidratación a medida que se forma la piedra de cemento, trae sales a la superficie que no se suelen unir como parte de la piedra de cemento. A medida que el agua se evapora, deja atrás la sal, que forma un depósito blanco y esponjoso que normalmente se puede quitar con un cepillo. Los depósitos blancos resultantes se denominan "eflorescencia" en este caso. En este contexto, a veces se hace referencia a la eflorescencia como "salitrería". Dado que la eflorescencia primaria produce sales que normalmente no forman parte de la piedra de cemento, no es una preocupación estructural, sino estética.

Para controlar la eflorescencia primaria, comúnmente se han utilizado formulaciones que contienen mezclas líquidas de ácidos grasos (por ejemplo, ácido oleico y ácido linoleico). El aditivo líquido oleoso se introduce en la mezcla del lote en una etapa temprana recubriendo las partículas de arena antes de la introducción del agua de la mezcla, de modo que el aditivo oleoso se distribuya uniformemente por toda la mezcla del lote de concreto.

Eflorescencia secundaria

La eflorescencia secundaria se denomina así porque no ocurre como resultado de la formación de la piedra de cemento o los productos de hidratación que la acompañan. Más bien, suele deberse a la influencia externa de venenos para el hormigón, como los cloruros. Un ejemplo muy común de aparición de eflorescencias secundarias son los puentes de hormigón armado y los aparcamientos. Las soluciones salinas se forman debido a la presencia de sal en las carreteras en invierno. Esta solución salina es absorbida por el hormigón, donde puede comenzar a disolver la piedra de cemento, que es de primordial importancia estructural. En algunos casos se pueden formar estalactitas virtuales como resultado de la piedra de cemento disuelta que cuelga de las grietas de las estructuras de hormigón. Cuando este proceso se ha afianzado, la integridad estructural de un elemento de hormigón está en riesgo. Esta es una preocupación común en materia de infraestructura de tráfico y mantenimiento de edificios. La eflorescencia secundaria es similar a la osteoporosis del hormigón.

Para controlar la eflorescencia secundaria, a menudo se agregan aditivos que contienen dispersión de estearato de calcio (CSD) de base acuosa en una etapa posterior del proceso de dosificación con el agua de la mezcla. En un proceso de dosificación típico, primero se carga arena en el mezclador, luego se agrega el aditivo antieflorescencia primario a base de aceite con mezcla constante para permitir que el aceite cubra la arena. Luego se añaden los áridos gruesos, los colorantes y el cemento, seguidos del agua. Si se utiliza CSD, normalmente se introduce en este punto durante o después de la adición del agua de la mezcla. La CSD es una dispersión acuosa en la que finas partículas sólidas de estearato de calcio se suspenden uniformemente en el agua. Las CSD disponibles comercialmente tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1 a 10 micrómetros. La distribución uniforme de CSD en la mezcla puede hacer que la unidad de mampostería de concreto resultante sea repelente al agua, ya que las partículas de CSD están bien distribuidas en los poros de la unidad para interferir con el movimiento capilar del agua.

Calthemita es también depósito secundario derivado del hormigón, mortero o cal, que erróneamente puede suponerse que se trata de eflorescencia. Las calthemitas suelen depositarse como calcita, que es el polimorfo más estable del carbonato de calcio (CaCO₃).

Protección contra eflorescencias

La única manera de prevenir completa y permanentemente la eflorescencia (tanto primaria como secundaria) en materiales cementosos es mediante el uso de aditivos especiales que reaccionen químicamente y se unan a las impurezas a base de sal en el concreto cuando hay hidrógeno (H) presente. La reacción química de estos aditivos especiales fusiona el cloruro de sodio a nivel nanomolecular, convirtiéndolo en sustancias químicas sin sodio y otras materias inofensivas que no se filtrarán ni migrarán a la superficie. De hecho, la nanotecnología de estos aditivos puede ser hasta 100.000 veces más pequeña que incluso las partículas de cemento más pequeñas, lo que permite que sus moléculas pasen literalmente a través de minerales de cemento o partículas de arena y, en última instancia, se conviertan en parte del cemento o la arena con los que reaccionan. Y como requieren la presencia de hidrógeno, dejan de reaccionar cuando el concreto se seca y comienzan a reaccionar nuevamente cuando el concreto se expone a la humedad.

También es posible proteger materiales de construcción porosos como ladrillos, tejas y hormigón contra la eflorescencia tratando el material con un sellador hidrófobo impregnante. Este es un sellador que repele el agua y penetrará lo suficientemente profundamente en el material para mantener el agua y las sales disueltas alejadas de la superficie. Sin embargo, en climas donde la congelación es un problema, dicho sellador puede provocar daños debido a los ciclos de congelación/descongelación. Y si bien ayudará a proteger contra la eflorescencia, no puede prevenir el problema de forma permanente.

La eflorescencia a menudo se puede eliminar del concreto usando ácido fosfórico. Después de la aplicación, la dilución ácida se neutraliza con un detergente suave diluido y luego se enjuaga bien con agua. Sin embargo, si no se aborda la fuente de penetración del agua, la eflorescencia puede reaparecer.

Las medidas de protección comunes de las barras de refuerzo incluyen el uso de un recubrimiento epóxico y el uso de una ligera carga eléctrica, los cuales previenen la oxidación. También se pueden utilizar barras de refuerzo de acero inoxidable.

Ciertos tipos de cemento son menos resistentes a los cloruros que otros. Por lo tanto, la elección del cemento puede tener un gran efecto sobre la reacción del hormigón a los cloruros.

Los repellentes de agua de hoy ayudan a crear una barrera permeable de vapor; el agua líquida, especialmente de las lluvias impulsadas por el viento, se mantendrá fuera del ladrillo y la albañilería. El vapor de agua del interior del edificio, o desde la parte inferior de las aceras puede escapar. Esto reducirá la efluencia, el espaciado y el escalado que pueden ocurrir debido a que el agua está atrapada dentro del sustrato de ladrillo y la congelación durante el tiempo frío. Hace años, los repellentes de agua atrapados humedad en la pared de la mampostería creando más problemas de los que resolvieron. La condensación en áreas que experimentaron las cuatro estaciones fue mucho más problemática que sus contrapartes.

Galería de imágenes

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  Efflorescencia primaria en una pared de ladrillo en Alemania.
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  Efflorescence primario on a firestop mortar at Mississauga Civic Centre in Mississauga, Ontario City Hall.
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  Efluencia primaria sustancial en un edificio en Denver, Colorado.

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  Efflorescencia secundaria - disolver la piedra de cemento y atacar rebar
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  Efflorescence secundario
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  Depósito secundario concreto del carbonato de calcio creando Calthemite stalactites, que puede confundirse con efflorescence.