«Impermeabilización» de Aditivos de Hormigón

Cómo funcionan los aditivos de hormigón

Hay muchos aditivos «impermeabilizantes» en el mercado mundial que se pueden agregar al hormigón en la mezcla con el fin de lograr una mayor resistencia a la migración del agua. En toda la gama de productos hay muchas características y diferencias comunes. La promoción de estos sistemas a través de las páginas de esta revista y en otros lugares, a menudo viene con reclamos atractivos de rendimiento, facilidad de uso y «garantías» de respaldo.

Aunque los diferentes productos pueden reclamar una composición o modo de acción diferentes-repelencia del revestimiento de poros, bloqueo de poros formadores de cristales, taponamiento orgánico de poros bajo presión – la presentación de reclamaciones, respaldo técnico y garantías tienen mucho en común en la mayoría de los productos ofrecidos.

Este documento de debate trata de reunir las cuestiones y reivindicaciones clave, presenta una evaluación de los materiales e invita a un debate riguroso sobre los beneficios y las expectativas.

Esto no pretende ser una aprobación o refutación específica de reclamaciones individuales sobre productos individuales específicos. Aunque se hace referencia a algunos documentos técnicos del Reino Unido, los materiales, las reclamaciones y las cuestiones son pertinentes en todo el mundo.

Dos puntos de vista principales, derivados a continuación, es que el uso de tales aditivos por sí solo es muy poco probable que mejore sustancialmente la capacidad del hormigón estructural para resistir el paso de agua líquida y cualquier mejora pretendida de la resistencia al vapor de agua es más incierta. Se hace una distinción importante, aquí y más adelante en este documento, entre la penetración de agua a través de «hormigón estructural» y a través de una estructura construida en hormigón.

BS 8102: 2009 Sección 9-Lograr la «Protección Estructural Integral»

Este documento de debate es relevante ahora para el Reino Unido y otros países que utilizan Normas británicas para impermeabilizar estructuras subterráneas. La norma británica BS 8102 (1) ha sido revisada y republicada. La sección 9 de la Norma se refiere a la selección de materiales para lograr una «protección estructural integral», es decir, donde se requiere que el concreto en sí mismo proporcione el grado de resistencia requerido para minimizar la entrada de agua.

La cláusula 9.2.1.3, que contiene aditivos impermeabilizantes para hormigón, dice en un comentario:

» Existe una gama de productos, generalmente reconocidos como aditivos impermeabilizantes, que busca diferentes formas de aumentar la resistencia inherente del hormigón al agua y al vapor de agua. Como el mecanismo utilizado por cada producto para lograr estos objetivos es muy diverso, no es posible en esta Norma británica dar una orientación específica sobre su uso»

, por lo que depende del individuo juzgar.

También se aconseja que los aditivos impermeabilizantes se especifiquen en la norma BS EN 934 (2). Esta norma especifica las pruebas según EN 480-1 y EN 480-5. Sin embargo, el requisito de «absorción capilar» – la propiedad relevante de las requeridas en la norma con respecto a la impermeabilización – es la reducción de la absorción de agua por un mortero de referencia. Esto no es muy útil para evaluar el rendimiento probable de penetración de agua del hormigón.

Certificación BBA Para aditivos

Una fuente de evaluación independiente de productos fuera de las normas nacionales es la certificación de Agrément u otros organismos de aprobación técnica. La British Board of Agrément ha examinado algunos de estos aditivos impermeabilizantes y ha emitido certificados de rendimiento.

Estos certificados generalmente registran que los hormigones que contienen la mezcla especial producen hormigón con menor permeabilidad al agua en comparación con un hormigón de referencia. Los certificados son más ambivalentes sobre los efectos de la adopción de estos hormigones modificados en la exclusión total de agua de una estructura subterránea.

Fuga de agua a través de Grietas y Penetraciones de Servicio

Es una experiencia común, extraída de proyectos reales, que la fuga de agua a través de una estructura de concreto no se produce predominantemente a través del cuerpo de concreto bien compactado, sino más bien donde el concreto no está: en grietas, juntas, penetraciones de servicio, etc. Cuando el hormigón en sí es de mala calidad – presenta una compactación deficiente o tiene inclusiones – puede haber fugas de agua, pero no se puede esperar que los aditivos que buscan «mejorar» la matriz de hormigón proporcionen beneficios en tales circunstancias.

Por lo tanto, aunque se puede demostrar que el hormigón que contiene la mezcla tiene una mayor resistencia a la entrada de agua, esto no significa que la estructura en sí sea más resistente. El argumento de que el hormigón de calidad estructural tiene un alto grado de «impermeabilidad» inherente está respaldado por muchos de los llamados ensayos de «permeabilidad» que se han llevado a cabo (3). Establecer una verdadera condición de «flujo» en una prueba de laboratorio es extremadamente difícil para el concreto que representa la masa de baja permeabilidad típica del concreto estructural.

Se ha logrado un mayor éxito en la demostración de resistencia al paso de agua utilizando métodos de penetración de presión. Uno de estos métodos de ensayo se establece en la norma BS EN 12390-8:2000. En esa prueba, las muestras de concreto están sujetas a una presión aplicada de 500 kPa (aproximadamente 50 m de altura de agua) durante un período de 72 horas. Los resultados obtenidos para hormigones estructurales oscilan entre 10 y 40 mm de penetración.

Permeabilidad al agua

También hay algunas dudas en cuanto a si la mejora aparente en la propiedad de permeabilidad al agua de los hormigones probados por los organismos de certificación, es en realidad del ingrediente «activo» y no debido a otros cambios entre el hormigón de control y el concreto de prueba. En el cuadro que figura a continuación se resumen los datos de algunos certificados de evaluación expedidos. Muestra y contrasta el detalle de composición y performance declarado.

Un primer comentario a hacer es que, de acuerdo con la guía sobre permeabilidad (3), todos los resultados de permeabilidad anteriores – prueba y control – se clasificarían de hormigón de baja permeabilidad (permeabilidad del hormigón < 10 -12) . Existe un grado adicional de incertidumbre sobre el carácter concluyente de estos ensayos, si los resultados de permeabilidad mostrados en el cuadro para las muestras de control teóricamente similares.

Si tenemos hormigón de buena calidad, eso es lo suficientemente bueno en términos de permeabilidad ¿hay realmente beneficios en hacer un hormigón que es decir, cinco veces mejor?

Para algunos de los productos anteriores, por ejemplo, » δ » o «ε», las diferencias de permeabilidad podrían derivarse de forma plausible de la reducción sustancial de la relación peso/c entre el control y el ensayo. El vínculo entre la relación w/c y la permeabilidad está bien establecido.

De los argumentos anteriores, parece poco beneficioso adoptar una mezcla impermeabilizante de formulación especial para lograr una mejor resistencia contra la entrada de agua líquida.

Estos argumentos suelen surgir en una alternativa sugerida por el contratista a un diseño de impermeabilización a base de membrana. Pero, si el concreto en sí mismo puede ser lo suficientemente resistente al agua, con una atención juiciosa a las juntas y penetraciones, ¿por qué optar por una membrana? ¿Confianza, hábito, control de vapor, durabilidad? En la actualidad, los factores y la orientación relacionados con estas cuestiones más amplias están bastante menos definidos y las conclusiones son más difíciles de extraer.

Consideraciones sobre la permeabilidad al vapor de agua

Quizás concluyamos instintivamente que, si bien el hormigón puede excluir el agua líquida, puede permitir el paso del vapor de agua. Es cierto que hacer mediciones de la permeabilidad al vapor de agua es más fácil de lograr que con agua líquida. La principal incertidumbre con respecto al vapor de agua es decidir qué nivel de entrada de vapor puede permitirse. La terminología utilizada en algunas guías de diseño no ayuda a definir el rendimiento de transmisión requerido del hormigón («seco» o «totalmente seco»). Además, el diseño para el control de la entrada de vapor de agua está influenciado en mayor medida por la naturaleza del uso del espacio interno y los servicios mecánicos: deshumidificación, ventilación, etc. Esto ha sido reconocido por la revisión de BS 8102 que ha eliminado el entorno de grado 4 anterior.

Los certificados Agrément para algunos de los aditivos impermeabilizantes han intentado establecer un requisito de rendimiento en el hormigón que satisfaga las necesidades de resistencia al vapor del BS8102 reemplazado. Sin embargo, en los valores indicados y teniendo en cuenta las secciones típicas de construcción de hormigón, se puede demostrar que el hormigón de control sin la mezcla puede cumplir con los requisitos de transmisión de vapor.

Por lo tanto, la conclusión actual es que las necesidades individuales del proyecto y los riesgos percibidos deberán tenerse en cuenta al decidir si es beneficioso adoptar uno de estos aditivos en una solución de hormigón solo o diseñarse sobre la base de un sistema de membrana de tanque.

El uso de membranas de tanque Externas para estructuras de concreto Subterráneas

Un uso significativo de membranas de tanque externas para estructuras de concreto subterráneas en todo el mundo es proporcionar protección contra el deterioro en condiciones agresivas del suelo o de las aguas subterráneas. Al igual que con la resistencia contra la entrada de agua, los promotores de estos aditivos hacen afirmaciones considerables sobre el rendimiento de mayor durabilidad.

Desafortunadamente, la mayoría de los proyectos tienen su diseño de durabilidad basado no en el rendimiento, sino en reglas prescriptivas para diversas condiciones de exposición. La aplicación de una membrana de tanque robusta puede hacer declaraciones muy positivas sobre el cambio de las condiciones de exposición que experimentará el concreto.

La adopción de una mezcla reductora de la permeabilidad al agua cambiará, generalmente mejorando, la resistencia al deterioro, pero hasta un punto que no se puede definir fácilmente contra el código u otras referencias utilizadas para el diseño. Si usamos la mezcla X por cuánto podríamos reducir el contenido mínimo de cemento o por cuánto aumentar la relación máxima de c/a en cualquier sitio dado. En la actualidad, la orientación es muy limitada. Esto no debe interpretarse como que no hay situaciones en las que los beneficios de durabilidad sean útiles. Habrá tales situaciones, en las que, por ejemplo, la aplicación de una membrana de tanque a una estructura no es factible.

Garantías para Aditivos de hormigón

La oferta de garantías del fabricante de aditivos se mencionó anteriormente en esta nota. Estos pueden ser atractivos para establecer confianza en la opción de impermeabilización. En términos generales, la garantía ofrecerá supervisar los detalles del diseño de impermeabilización, hacer alguna contribución a la práctica del sitio y, de manera significativa, garantizar que si hay una fuga, regresarán y la «arreglarán».

En aquellos proyectos en los que hemos encontrado una garantía, la disposición parece funcionar en gran medida. Sin embargo, los documentos de garantía típicos tienen problemas potencialmente significativos. Volver a «arreglar» las fugas solo cubre el acto de aplicar lechadas o parches o lo que sea necesario. Normalmente se espera que el proveedor tenga acceso gratuito (en ambos sentidos) al defecto. Esto puede ser difícil y tener un costo significativo si la fuga se hace evidente solo después de que el espacio se haya equipado con la planta y otros equipos. Es posible que las fugas no se manifiesten hasta algún momento después de que se haya completado la construcción. Otra limitación común es que el coste de la «solución» solo se cubrirá hasta el coste de la mezcla suministrada originalmente.

Estas garantías bien pueden ser una contribución positiva para proyectos particulares, pero se recomienda que los términos de la garantía se revisen enérgicamente.

Se espera que haya un debate más amplio y detallado sobre las cuestiones planteadas en este documento. Seguramente habrá una amplia variedad de puntos de vista, experiencias y expectativas.

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Newton Waterproofing Systems agradece a Bob Cather por su presentación de este artículo.