Uso de barreras protectoras para mejorar la durabilidad del hormigon


   


Uso de barreras protectoras para mejorar la durabilidad del hormigon.

Gracias a Luis Raul Moriel por colaborarnos este contenido...Características de las barreras protectoras Las barreras protectoras se utilizan para proteger al hormigón contra la degradación que provocan los productos químicos y la consiguiente pérdida de integridad estructural, para evitar que el hormigón se manche, o para evitar que un líquido sea contaminado por el hormigón.

Una barrera protectora consiste no sólo en el material de la barrera propiamente dicha, sino también en la superficie que ha de proteger, la estructura de hormigón y la fundación. La calidad del hormigón, especialmente en la superficie y cerca de la misma, afectará el comportamiento del sistema ya que afecta la capacidad del material de la barrera para comportarse de la forma anticipada. En la Sección 7.2 se discuten los principales elementos de una barrera protectora.

Comprender estos elementos es fundamental para lograr un comportamiento óptimo de los sistemas protectores. Elementos de las barreras protectoras Para lograr una protección efectiva del hormigón, el material utilizado para construir la barrera debería tener las siguientes propiedades básicas: • Si el material de la barrera está expuesto a productos químicos provenientes de fuentes externas, estos productos químicos no deberían provocar el hinchamiento, disolución, fisuración ni fragilización del material de la barrera; además, los productos químicos no se deberían filtrar ni difundir a través de la barrera ni destruir la adherencia entre la barrera y el hormigón; • La resistencia a la abrasión debería ser adecuada para evitar que el material de la barrera sea eliminado bajo condiciones normales de servicio; y • La resistencia de la unión adherente entre una barrera no bituminosa y el hormigón debería ser como mínimo igual a la resistencia a la tracción del hormigón en la superficie; esta unión es afectada por el grado de limpieza de la superficie en el momento de aplicar el material de la barrera.

La mayor parte de los materiales no bituminosos utilizados en las barreras y que están específicamente formulados para utilizar sobre hormigón desarrollan y mantienen uniones cuya resistencia es superior a la resistencia a la tracción del hormigón, siempre y cuando la superficie se prepare adecuadamente. La superficie debe estar libre de partículas sueltas, polvo, aceite, cera y otras suciedades o productos químicos que pudieran afectar la adherencia. La humedad dentro del hormigón puede afectar la capacidad de una barrera para adherirse a la superficie, si es que el vapor de agua que sale del hormigón se condensa en la interfase hormigón-barrera antes que la barrera se haya curado. Este problema se discute detalladamente en la Sección 7.4. Tal vez la parte más crítica de una barrera no bituminosa sean los primeros 1/4 in. (6 mm) de hormigón.

Cuando ocurre una falla, generalmente una delgada capa de hormigón de hasta 1/4 in. (6 mm) de espesor, pero generalmente de menos de 1/8 in. (4 mm), se adhiere al lado interno del material de la barrera. Esto significa que el hormigón falló debido a que las tensiones internas en el material de la barrera fueron mayores que la resistencia a la tracción del hormigón cerca de la interfase. Estas tensiones se originan de dos maneras diferentes. En primer lugar, durante el curado del material de la barrera se desarrollan tensiones por contracción y polimerización. Este es un fenómeno habitual en todos los materiales poliméricos de dos componentes que se curan por una reacción química entre la resina y el agente de curado. En segundo lugar, los cambios diferenciales de volumen del hormigón y la barrera que ocurren debido a que ambos materiales tienen diferentes coeficientes de expansión térmica, sumado a los cambios de temperatura, crean tensiones internas.

Todas las barreras poliméricas tienen un coeficiente de expansión térmica mucho mayor que el del hormigón. Generalmente al material de la barrera se le agrega algún material granular (filler) para que su coeficiente de expansión térmica se aproxime más al del hormigón. Las barreras deberían tener bajo módulo de elasticidad para evitar que las tensiones sean mayores que la resistencia a la tracción del hormigón en el rango de temperaturas anticipadas durante su vida de servicio. El uso de relaciones w/c demasiado elevadas, un acabado excesivo, la presencia de nata en la superficie y un curado incorrecto pueden dar origen a superficies de hormigón débiles. Como resultado de ello el hormigón puede fallar por las tensiones impuestas aunque la barrera sea de bajo módulo de elasticidad. Eliminar los materiales débiles de la superficie es fundamental para que estas barreras se comporten satisfactoriamente.

La norma ACI 515.1R describe los procedimientos que se pueden utilizar para limpiar las superficies de hormigón. Cualquier fisura del hormigón producida antes o después de la aplicación de la barrera se reflejará a través de dicha barrera si el hormigón está sujeto a movimientos debidos a variaciones de temperatura o aplicación de cargas. Estos movimientos del hormigón pueden destruir la capacidad de la barrera para proteger el hormigón. Una losa de hormigón de baja calidad y altamente permeable puede permitir que el agua del suelo se mueva a través del hormigón tan rápidamente que la superficie nunca se secará lo suficiente para permitir que la barrera desarrolle una buena adherencia; además, el agua podría empujar la barrera alejándola del hormigón.

Tal como se mencionó anteriormente, una base dimensionalmente inestable o que no tiene suficiente capacidad de carga puede provocar en el hormigón fisuras que serán perjudiciales para las barreras. Además, la disponibilidad y cantidad de agua presente en el suelo es un factor clave para el éxito de una barrera. Por ejemplo, se puede utilizar una barrera contra el agua en las superficies exteriores de tanques y túneles para retrasar el ingreso de agua al hormigón, y esta barrera es necesaria si se ha de aplicar un sistema de barrera protectora interior.


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