IMPERMEABILIZANTES EN EL CONCRETO
DEFINICION DE IMPERMEABILIDAD:
El término de impermeabilidad implica la prevención de la penetración de agua en el concreto seco, o la detención de la transmisión de agua a través del concreto no saturado. Es más aplicable a las reducciones en la velocidad de la penetración de agua en un concreto seco, o a la velocidad de penetración de agua en un concreto seco, o a la velocidad de transmisión de agua en un concreto no saturado. Algunas presas, muros de contención, contención, tanques de almacenamiento, almacenamiento, etc., pueden presentar evidencias de filtración debidas a fallas de producción y colocación del concreto, o a grietas en la estructura. Un concreto de buena calidad con una porosidad baja, un buen grado de hidratación, una adecuada relación gel – espacio, una relación a/c no mayor del 0.6 en peso, y un curado adecuado, no requiere impermeabilizantes. Se considera que el mejor impermeabilizante sigue siendo el concreto de buena calidad y adecuadamente trabajado. Está definido por la facilidad relativa con que el concreto puede saturarse de agua, por lo tanto, la permeabilidad de asocia mucho con la vulnerabilidad del concreto a la congelación. Además en el caso de concreto reforzado, el acceso de la humedad y del aire tienen como resultado la corrosión del acero de refuerzo, que a su vez causa un aumento en el volumen del acero, lo cual puede dar origen a grietas y descascaramientos descascaramiento s del concreto. Factores que afectan la permeabilidad del concreto:
Tanto la pasta de cemento como el agregado contienen poros. Además, el concreto contiene huecos causados por una compactación incompleta o por sangrado, comprendida entre 1 y 10% del volumen total. Como las partículas del
agregado quedan envueltas por la pasta de cemento, en el concreto totalmente compactado, la permeabilidad de la pasta es el factor más importante de la permeabilidad del concreto. La permeabilidad del concreto no está simplemente en función de su porosidad, sino que depende del tamaño, la distribución y la continuidad de los poros. El agua puede fluir más fácilmente a través de los poros capilares que a través de los pequeños poros del gel. Por lo tanto, la permeabilidad de la pasta de cemento está regida por la porosidad capilar de la pasta. Nota:La capilaridad es la cualidad que posee una sustancia de adsorber a otra. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido. Esto causa que el menisco tenga una forma cóncava cuando el líquido está en contacto con una superficie vertical. En el caso del tubo delgado, éste succiona un líquido incluso en contra de la fuerza de gravedad. Este es el mismo efecto que causa que materiales porosos absorban líquidos.
La permeabilidad de la pasta de cemento varía con el desarrollo de la hidratación. En una pasta fresca, el flujo de agua se regula por el tamaño, la forma y la concentración de los granos originales de cemento. Con el avance de la hidratación la permeabilidad decrece rápidamente, ya que el volumen total del gel (incluidos los poros del gel) es aproximadamente 2.1 veces mayor que el volumen del cemento no hidratado, de modo que el gel gradualmente llena parte del espacio que originalmente estaba lleno de agua. En las pastas hidratadas al mismo grado, la permeabilidad es menor al aumentar el contenido de cemento en la pasta, es decir al disminuir la relación a/c. La permeabilidad del concreto se ve afectada por las propiedades del cemento. Para una misma relación a/c, el cemento grueso tiende a producir una pasta de más porosidad que un cemento fino. Nota: Una relación agua/cemento baja, conduce a un concreto de mayor resistencia que una relación agua/cemento alta. Pero entre más alta esta relación, el hormigón se vuelve más trabajable. La menor relación a/c para obtener una hidratación completa del cemento se considera igual a 0,42.
SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACION
De acuerdo al componente del cual están elaborados, los sistemas de impermeabilización pueden ser:
Impermeabilizantes Integrales: Aditivos
Acrílicos
Asfalticos
Poliuretanos
Poliurea
Cementicios
Membranas sintéticas.
Geomembranas.
AREAS A IMPERMEABILIZAR
Techos/Cubiertas.
Zapatas/Plateas.
Pisos/Terrazas/Parqueos.
Baños/Cocinas.
Muros/Jardineras/Sótanos/Túneles.
Piscinas/Cisternas/Tanques.
Canales/Lagunas artificiales/Embalses.
I.
Sistemas de Impermeabilización Integral
Este sistema está constituido por aditivos para ser incorporados al concreto o al mortero durante el proceso de mezclado o durante el curado, aportándoles compuestos químicos que le proporcionan características impermeables, por lo que se le conoce como impermeabilización integral al incluirse en el proceso de la elaboración de la mezcla. Sus propiedades son:
Mejora la trabajabilidad de la mezcla.
Aumenta la resistencia a la compresión.
Puede reducir de 4 a 6% el consumo de agua en la mezcla.
Reduce el agua de sangrado y los agrietamientos.
Compatibilidad con otros aditivos para el concreto.
Evita la aparición del salitre
Materiales empleados:
a) Los jabones comprende sales de ácidos grasos, especialmente estearatos u oleatos de calcio o de amonio. El contenido de jabón es del 20% o menor y el resto es cloruro de calcio o cal. El total de jabón añadido debe ser menor del 0.2% en peso del cemento. Estos aditivos originan incorporación de aire. b) El estearato de butilo es mejor repelente del agua que los jabones. No incorpora aire y su efecto sobre la resistencia es despreciable. Se añade como emulsión con el estearato en proporción del 1% en peso del cemento. c) Entre los derivados del petróleo, se encuentran los aceites minerales, emulsiones asfálticas y ciertos asfaltos rebajados. Los aceites minerales pesados con viscosidad SAE 60 son efectivos para hacer el concreto repelente al agua y reducir su permeabilidad. Los aceites añadidos en proporción no mayor de 5% en peso del cemento, tienen muy poco efecto sobre la resistencia, se ha determinado que es efectivo bajo presión Tipos de aditivos: a. Repelentes de agua
Son aditivos que proporcionan al concreto una reducción de la absorción capilar al estar en contacto eventual con la humedad, dándole la característica de repelencia al agua en elementos de concreto que estén en contacto con humedad como: cimentaciones, muros de contención, pilotes, muelles, depósitos de agua, etc.
b. Inclusores de Aire
Incorpora burbujas microscópicas de aire estabilizadas en la mezcla dándole propiedades adicionales al concreto de plasticidad y cohesión, reduciendo altamente el agua superficial. Además reduce la segregación y el sangrado durante el vaciado del concreto, dando una mayor homogeneidad, por la protección que se logra con la adición del inclusor de aire, se consiguen concretos más resistentes a la compresión y a los agentes externos al disminuir hasta un 10% el agua en la mezcla. También incrementan la impermeabilidad, como consecuencia reduce las filtraciones. Otra de sus características es la de anti-congelamiento del concreto, para mezcla realizadas en zonas frías. c. Impermeabilizantes integrales líquido
Este producto se le adiciona al agua de la mezcla y produce concretos y morteros integralmente impermeables, favorece alta resistencia, disminuye la contracción y segregación.
Algunos de estos impermeabilizantes integrales líquidos tienen la propiedad de ser también plastificante, proporcionándoles mayor fluidez a la densidad de la mezcla, reduciendo de 5 a 10% la cantidad de agua necesaria para el amasado. d. Impermeabilizante integral en polvo
Este es un aditivo en polvo que impermeabiliza el mortero u hormigón, haciendo que la superficie de este sea repelente al agua y tapa los poro. No altera el tiempo de fraguado y no corroe el acero de refuerzo. e. Fibras de refuerzo secundario
Pueden ser de nylon y de polipropileno las cuales se agregan a la mezcla durante su elaboración dispersándose fácilmente en el concreto o mortero fresco, generando un esfuerzo secundario que ayuda a evitar las micro fisuras, disminuye
la permeabilidad, aumenta la resistencia a la flexión, al impacto y al cambio térmico, brindando un refuerzo multidimensional. Pueden ser fibra en forma de malla o monofilamento. Proporciona además un acabado sin hebras. f. Curadores del concreto
Los curadores son productos aditivos que proporcionan un aporte importante a la impermeabilización integral ya que al aplicarse sobre el concreto, forman una membrana cobertora que provee un curado inicial, previniendo la evaporación rápida del agua, disminuyendo la capilaridad del concreto y aumentando su impermeabilidad. Efectos:
Los aditivos impermeabilizantes reducen la velocidad de penetración de la humedad en los microporos del concreto seco, pero no hay indicios de que tengan efectos comparables en el paso de humedad a través de concreto no saturado, excepto cuando el concreto está hecho con pasta de relativa alta porosidad. La pasta de alta porosidad es resultante de un bajo contenido de cemento, y por lo tanto, de la correspondiente alta relación a/c, falta de curado o de ambos factores. Si el concreto es de suficiente baja porosidad, tal como la que se obtiene produciendo una pasta bien curada con relación a/c no mayor de 0.6 por peso, los agentes para evitar el paso de la humedad no dan una mejoría apreciable. Funciones:
Los impermeabilizantes son productos que se adicionan a las mezclas o que se colocan sobre elementos de construcción, para preservarlos de la humedad y/o evitar el paso del agua u otros líquidos. La función puede ser preventiva o correctiva y su objetivo principal es proporcionar una barrera para estancar el paso de la humedad, desde donde sea que provenga.
La humedad desmejora el aspecto de la propiedad, deteriora los materiales de la edificación, también por las antiestéticas manchas de humedad sobre la superficie de un muro como las dañinas infiltraciones y crea ambientes insalubres especialmente para las personas con problemas de reumatismo, asma u otro tipo de alergias. II.
Sistemas Acrílicos
Los impermeabilizantes acrílicos están elaborados a través de polímeros de látex acrílico, creando emulsiones con característica de elongación al calentarse, por lo que se le denominan elastomeritos. De acuerdo a sus propiedades físicas, los polímeros se clasifican en tres tipos: elastómeros, termoplásticos y termoestables. Tienen un amplio rango de temperaturas de trabajo (-15°C hasta 60°C) sin pérdida de elasticidad. Debido a sus componentes químicos y a la presencia de fibras sintéticas incorporadas, forman una película elástica que puede dilatarse o contraerse acompañando los movimientos estructurales, pero vuelven luego a sus dimensiones originales, sin quedar deformados, lo que asegura un óptimo espesor de película. Se aplican como pintura, utilizando brocha o rodillo, se utilizan para impermeabilizar superficies de concreto, techos, ladrillo, madera, zinc y lona. El sistema de acrílico reforzado o fibrado consiste en la aplicación de una capa de impermeabilizante acrílico elastomerito y colocarle malla de refuerzo en poliéster o fibra de vidrios, en toda la superficie, teniendo cuidado en no dejar bolsas de aire, luego una o dos capas más del acrílico, constituyendo así un sistema reforzado de una membrana formada in situ, donde quedan cubiertas todas las grietas que tenga la superficie. III.
Sistemas Asfalticos
Estos son sistemas donde el principal producto lo constituye un material del tipo asfalto. Entre ellos tenemos los Sistemas de Membranas asfáltica y los sistemas de emulsiones asfálticas.
Este tipo de impermeabilizantes son los más tradicionales y con mayor uso, además ofrecen una amplia gama de opciones para integrar sistemas de impermeabilización asfálticos acordes a las más diversas necesidades ya sean climáticas, de estructura, de resistencia, decorativas o incluso de condiciones de aplicación. Ventajas: o
Son 100% impermeables, además de que cuentan con una excelente adherencia que los hacen aptos para cualquier superficie expuesta a la intemperie.
o
Ofrecen una elevada durabilidad además de ser muy fáciles de aplicar y prácticamente no requieren de mantenimiento.
o
Por los materiales y métodos utilizados en su elaboración, son 100% ecológicos, no tóxicos.
o
Son resistentes a los rayos UV y a los humos industriales.
o
Pueden ser aplicados como sistema (utilizando membranas de refuerzo de poliéster.
3.1.
Sistema de membrana asfáltica
Son sistemas formados por membranas prefabricadas, compuestos por capas de asfalto modificado mezclado con polímeros y un refuerzo interior, sea de poliéster o fibra de vidrio. Están diseñadas para fijarlas por termo fusión a través de soplete de propano, con asfalto caliente o en frio, también con un adhesivo y requieren previamente de la imprimación con un producto de base asfalto. Se denominan membranas prefabricadas por tener todo en una misma pieza lista para ser colocada. Se conocen también por láminas bituminosas o mantos de betún asfaltico modificado y muy comúnmente en este país, lonas asfálticas.
De acuerdo a como se adhieren a la superficie, las membranas asfálticas se clasifican en: soldables y adhesivas. Las membranas soldables son las más comunes y se aplican solapándose entre sí sus bordes al calor de la llama de soplete de gas propano, lo cual queda vulcanizado, formando una capa continua, y obliga a planear la azotea sin tuberías, cables o cualquier otro tipo de equipo o maquinaria que pueda sufrir quemaduras.
Las membranas adhesivas disponen de un adhesivo incorporado a la parte inferior de la membrana, tipo calcomanía, que le permite pegarse completamente a la superficie y en los solapes entre sí. Su uso está orientado a lugares de forma compleja o de difícil acceso, así como también en sitios donde no pueda usarse fuego y en superficies metálicas y madera.
3.2.
Sistema de Emulsiones Asfálticas
Son sistemas aplicados en frio, para lo cual de coloca una emulsión a base de mezclas y compuestos asfalticos. Luego se cubre con un material de refuerzo en poliéster o de fibra de vidrio, seguido por otra capa de mezcla asfáltica, formándose una membrana creada in situ, terminándose con un acabado de pintura reflectiva de aluminio, blanca u otro color que la proteja contra los rayos ultra violeta solares (UV). Pueden
clasificarse
según
el
tipo
de
emulgente
usado.
• Emulsion es Aniónicas: en este tipo de emulsiones el agente emulsificante le
confiere una polaridad negativa a los glóbulos, ósea que adquieren una carga negativa. • Emulsion es Catiónicas: en este tipo de emulsiones le confiere una polaridad
positiva a los glóbulos, ósea que estos adquieren una carga positiva.
Ventajas:
Es un ligante asfáltico no contaminante ni peligroso, ya que contiene del 35% al 40% de agua como solvente.
Su manejo es sencillo y seguro, gracias a su baja viscosidad a temperatura ambiente.
Tiene un límite de almacenamiento y es muy amplio, ya que puede ser almacenado por semanas o meses, debido entre otras cosas a la igualdad de las densidades de sus componentes.
Tiene una gran adhesión con cualquier agregado pétreo, a pesar de condiciones de humedad adversas debido a la enorme dispersión de las partículas de asfalto de tamaño muy pequeño y al uso de agentes emulsificantes de tipo catiónico.
IV.
Sistema de Poliuretano
Son
sistemas
compuestos
por
material
de
poliuretano
que
forman
un
recubrimiento elastomerico. Pueden ser tipo membrana liquida y espuma rígida (Foam). 4.1.
Membrana Liquida de Poliuretano
Este sistema de impermeabilización consiste en membranas formadas in situ compuestas por poliuretano en emulsión aplicado en frio, diseñado para proveer un recubrimiento impermeable elastomerico fuerte, continuo, sin juntas y adherida por completo a la superficie aplicada, tomando su misma forma. Algunos de esto producto no requieren de imprimación previa. Los hay para diferentes aplicaciones como son para techos, muros de contención, túneles, así como también para parqueos donde se le adiciona arena de cuarzo para zonas de giro de los neumáticos de los vehículos y no se desprenda la
membrana impermeabilizante creada. Además debe aplicársele una capa protectora de los rayos UV. 4.2.
Espuma rígida de Poliuretano (Foam )
Es un Foam de poliuretano llamado también poliuretano expandido o proyectado, formado como resultado de la aplicación por aspersión de los componentes, lo cuales forma una espuma rígida expandida o foam de contextura semirrígida. Luego se le aplica un recubrimiento (Coating) para protegerlo de los rayos ultravioleta solares. Constituye a la vez un aislante térmico y hasta cierto punto aislante acústico, de acuerdo al espesor de la capa que le aplique y a la cantidad de capas, las cuales pueden ser más de una. El espesor de la capa de foam poliuretano es aproximadamente de 1 a 1 ½ pulgada. Se aplica en continuo sin crear juntas de ningún tipo lo que permite asegurar la ausencia de puentes térmicos, asi como una segura protección frente a la aguas lluvias. Es permeable al vapor de agua ya que el material permite “respirar” a los cerramientos, lo que es
importante para evitar condensaciones de agua. V.
Sistema de Poliurea
Es una membrana liquida proyectable, 100% solida de aplicación instantánea, que impermeabiliza y protege a las superficies de la abrasión, el desgaste y la corrosión. Constituyen un recubrimiento extremadamente duradero debido a sus propiedades mecánicas y a sus cualidades químicas. Son altamente resistente, tolera los daños que pudieran ocasionar varios ácidos y químicos alcalinos, así como productos a base de petróleo, con excelente comportamiento y como productos
a
base
de
petróleo,
con
excelente
comportamiento
y
bacteriológicamente estable, fácil de limpiar y capaz de sellar juntas y esquinas. Además de su función impermeabilizadora se emplean como protección contra desgaste por salinidad (corrosión), recubrimiento de pisos y paredes contra derrames de solventes, combustibles, ácidos, etc.
VI.
Sistema de Cementicios
Son sistemas constituidos por productos a base de cemento, áridos de granulometría seleccionada, aditivos especiales y resinas sintéticas. Pueden ser membranas rígidas de recubrimientos creadas in-situ, lechas cristalizantes por penetración y morteros de recubrimientos. Esta formación cristalina se convierte en una parte integral de la estructura de concreto, sellándola contra la penetración de líquidos desde cualquier dirección. El principio de acción se basa en la formación permanente de cristales hacia el interior del sustrato en presencia de humedad, por lo tanto no genera una barrera superficial sino que provoca que la estructura completa adquiera la característica de ser impermeabilizante. Esta cristalización representa un tratamiento química no toxico y constituye otra modalidad de impermeabilización por penetración capilar.
Los sistemas membranas cementicias de recubrimientos no deben se3r utilizados como capa final de ninguna cubierta o techo. No hay sido concebidas para ser expuesta al sol, a la intemperie y no puede ser transitada. La capa o membrana impermeabilizante creada, debe ser cubierta con algún pavimento o revestimiento, hormigón o cualquier otra superficie protectora. Como por ejemplo tejas sobre una losa de techo, cerámica en piso y paredes, etc.
VII.
Sistema de Membranas Sintéticas
Consiste en membranas fabricadas sintéticamente en material de goma o de PVC. Entre ellas tenemos las membranas sintéticas EPDM y las membranas sintéticas flexibles de PVC. 7.1. Sistema de Membrana Sintética EPDM
Una de las innovaciones que existen en el mercado, es la capa de caucho llamada monocapa EPDM. Son membranas mono capas no reforzadas formadas por un
compuesto de goma sintética, hecha en base a un caucho sintético obtenido del estileno propileno dermo monómero, EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer). La membrana EPDM no-reforzado puede ser alargada, hasta un 300% de su dimensión original, mostrando unas características sobre salientes con respecto a la expansión y contracción térmica, permanece flexible a temperaturas de hasta 45ºC y puede absorber dilatación de los materiales. Debido a su composición química, cuenta con alta resistencia a la radiación UV, al Ozono y al envejecimiento térmico. Ofrecen longevidad, versatilidad, durabilidad y otras extraordinarias características. 7.2. Sistema de Membrana Sintética de PVC
Este sistema lo forman membranas prefabricadas flexibles de PVC con refuerzo interior por lo general en hilos de poliéster. Su composición es de polímeros termoplásticos, que al igual que los elastómeros, cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados. Se obtienen a través de la polimerización de cloruro de vinilo, en cloruro de polivinilo (PVC). Su colocación y soldadura de los solapes es a base de soplete de aire caliente. Se conocen como membranas termoplásticas y su aplicación es para techos, muros, tanque de agua, piscinas y lagunas. Las membranas para piscinas contienen unos químicos especiales para protegerlas de las sustancias químicas que suelen adicionarle al agua para su tratamiento. 7.3. Sistema de Geomembranas
Es un sistema de membranas geo sintéticas prefabricadas que están dirigidas a la estanqueridad
en
obras
hidráulicas
y
medioambientales.
Contienen
aproximadamente un 97.5% de polímero y un 2.5% de Negro de Carbono, antioxidantes y estabilizadores térmicos. Son 100% resistentes al agua estancada y a los ataques microbologicos de moho, hongos y microorganismos. No contienen aditivos que puedan migrar o producir fragilidad con el paso del tiempo, además
no requieren de imprimación ni de la pintura refractiva como capa final de protección. Se denomina también geomantas. Las aplicaciones más comunes están relacionadas con revestimientos para la contención de líquidos, desde agua potable hasta peligrosos radiactivos; lagos ornamentales, canales de conducción de agua u otros líquidos; coberturas de rellenos de desechos sólidos o líquidos para evitar la contaminación; para el revestimiento de terraplenes, vertederos, muros y embalses; el encapsulamiento de suelos. Además en embalses ara jardinería, agua potable, riego, bebederos para ganadería, vertederos urbanos, etc.
CONCLUSIONES
La impermeabilidad implica la prevención de la penetración de agua en el concreto seco, o la detención de la transmisión de agua a través del concreto no saturado.
Un concreto de buena calidad con una porosidad baja, un buen grado de hidratación, una adecuada relación mayor
del
0.6
en
peso,
y
un
gel – espacio, una relación a/c curado
adecuado,
no
no
requiere
impermeabilizantes. Se considera que el mejor impermeabilizante sigue siendo el concreto de buena calidad y adecuadamente trabajado.
La permeabilidad del concreto no está simplemente en función de su porosidad, sino que depende del tamaño, la distribución y la continuidad de los poros. El agua puede fluir más fácilmente a través de los poros capilares que a través de los pequeños poros del gel. Por lo tanto, la permeabilidad de la pasta de cemento está regida por la porosidad capilar de la pasta.
Al momento de elegir un impermeabilizante debe analizarse el tipo de estructura y bajo qué nivel de humedad está expuesta, para así poder escoger el impermeabilizante que se adapte mejor a la necesidad. En la construcción civil, son empleados en el aislamiento de cimentaciones, soleras,
tejados,
lajas,
paredes,
depósitos
y
Pueden tener origen natural o sintético, orgánico o inorgánico.
piscinas.
