Titulo de la conferencia · Construcción de estructuras Estancas • Diseño y Materiales a....

Titulo de la conferencia

Carlos Arcila LópezIngeniero civil

Duralab SAS

Colombia

Introducción

• El agua, sin la cual no hay vida…

nos causa serios problemas

cuando aparece en la

edificación.

Generalmente en el lugar menos

esperado!

Introducción

• También nos crea un problema cuando, por filtraciones, abandona el lugar donde esperábamos permaneciera !

Introducción

O cuando ingresa en un lugar donde no la esperábamos

Cuándo se considera que una estructura es permeable?

• Cuando pasa agua…por supuesto!

• Pero, cuánta agua debe pasar para que digamos que hay permeabilidad?

• Hay algún límite?

• Debe toda estructura ser absolutamente impermeable?

Concepto moderno de permeabilidad

Un concreto sin fisuras, se considera impermeable si el volumen de agua que lo atraviesa es menor que el volumen de agua que es capaz de evaporarse al otro lado

Vp << Ve

Grados de permeabilidad

No todas las construcciones, ni las diferentes partes de una misma edificación, tienen los mismos requerimientos de impermeabilidad.

Veamos…

Por esto se conviene dividirlos en 5 niveles o grados!

Grado Estructura típica Sótanos para parqueaderos

Cuartos de máquinas (excluyendo equipos

eléctricos)

Requerimientos

Se tolera algunas

filtraciones, manchas

de humedad y un

ambiente ligeramente

húmedo.

Ataque alcalino

• Hidróxido de calcio extraído del concreto por la humedad y que se acumula donde el agua se evapora

Esta sustancia es la que

mancha la pintura de los

carros en los

parqueaderos enterrados.

Grado Estructura típica Sótanos residenciales, comerciales

Talleres, cuartos de plantas, depósitos etc

Requerimientos

No puede haber filtración de

agua, pero se tolera un

ambiente ligeramente húmedo

Equipo eléctrico bajo tierra

Grado Estructura típica Áreas ventiladas, habitacionales o de trabajo

(oficinas, restaurantes o sitios de recreo)

Requerimientos

Esencial un ambiente

seco y no es tolerable la

penetración de agua

Grado Estructura típicaZonas de archivo y almacenamiento de material

sensible a la humedad (cuartos de computador)

Requerimientos

Se requiere un

ambiente

absolutamente seco

Higiene Facilidad de limpieza Contacto con agua potable Puenteo de fisuras Resistencia química Resistencia a aguas

residuales

5Grado Estructura típica

Cavas, tanques para almacenar bebidas o

comestibles, zonas sépticas de hospitales

Requerimientos

• El principal problema en la

lucha contra la

permeabilidad es que

empezamos a pensar en ella

cuando aparece la humedad

al otro lado!

Control de la permeabilidad

La mejor manera de entrarle al tema de la impermeabilidad

Diseñe y especifique la impermeabilización!

No deje esa tarea para que en la obra decidan, cuando ya no hay presupuesto y están desfasados en tiempo de ejecución!

•Puede pensar en todo el sistema

•Puede escoger alternativas

•Puede analizar el costo/beneficio

•Puede dejarlo presupuestado!

Ventajas:

Ejemplo:

Tanque en mampostería reforzada e impermeabilizado con membrana de PVC

Causas de la permeabilidad

• Errores de diseño

• Errores constructivos

• Morteros y concretos permeables

• Fisuras en los materiales

• Mala escogencia de productos para impermeabilizar

• Sello inadecuado de juntas

• Falta de mantenimiento!!

Control de la permeabilidad

• Diseño (Concepción del proyecto, detalles arquitectónicos, refuerzo,

efectos térmicos, contracción)

• Use materiales apropiados (morteros, concretos)

• Solucione el tema de las juntas, selle adecuadamente

• Aísle los cimientos de la humedad

• Ventile las edificaciones (evite condensación)

• Impermeabilice con productos de buena calidad y larga vida útil

• Defina el ciclo de mantenimiento de la impermeabilización que escogió

Si una humedad aparece en la cubierta en esta forma, de quién es el error?

•Concreto normal

•Cubierta baldosinada

•Material de pega permeable

•Tipo de impermeabilización (?)

Varios ensayos de re-impermeabilización en la cubierta

Oferta de materiales para la impermeabilización

Cubiertas

Cimientos

Zonas

Húmedas

Balcones

Tanques y

Piscinas

PU

Hybrid

AcrylicBitumin.

Cement.

Relación costo-Beneficio

Bajo costo/ vida útil reducida/

Mantenimientos anuales

Costo medio/mayor durabilidad/

Mantenimiento 3 años

Costo medio alto/ muy buena

durabilidad/ Mantenimientos 5-

10 años

Costo alto/ excelente

durabilidad/ Mantenimiento 20-

30 años

Costo

Durabilidad

Fuentes de ingreso

Ingreso de agua

• Encuentro muro ventana

• Alfajías

• Pegas de la mampostería

• Repellos

• Sellos ventanería

Fachada

La humedad puede causar serios problemas con la madera!

Humedad y madera

Humedad y madera

Morteros en la construcción

Hechos en obra

• Tipos de arena (río, peña, trituración)

• Limpieza de la arena

• Relación arena/cemento

• Tendencia al agrietamiento

• Permeabilidad

Grietas en pañete

Morteros en la construcciónPredosificados

• Bien gradados

• Arena limpia

• Impermeables

• Consistencia adaptada al uso

• Con adherentes/Fibras

• Calidad homogénea

• Facilidad de uso

• Limpieza en la obra (Rehabilitación!)

La retención de agua de los morteros

•Arcilla

•Cal (3:1)

•Retenedores de agua

Gran docilidad, permanencia sobre el sustrato, al secar muy resistente y sin fisuras!

La retención de agua de los morteros

Retenedores de agua

Absorción de agua del ladrillo y del mortero de pega

Impermeabilizaciones rígidas

Impermeabilizante integral para morteros

• Forma compuestos con

el cemento

• Repele la humedad

• Incorpora aire

Humedad ascendente por capilaridad

Obra subterránea

Si en la etapa de construcción estamos luchando con el agua, lo mismo va a pasar durante la vida en servicio!

Cortar la ascensión capilar

• Reduzca agua

• Incorpore aireConcreto

Construcción

Mortero

• Aísle el cimiento• Instale filtros perimetrales

• Impermeabilice las pegas• Haga un pañete impermeable

Rehabilitación• Trate de cortar bien

abajo el flujo capilar del agua!

•Reemplace la pega

Mortero de reparación estructural impermeable

RehabilitaciónTrate de impedir el flujo capilar del agua tan abajo como sea posible!

Infiltre con un repelente de agua

•Mejor en verano

Rehabilitación

• Aplique sobre el mortero

una impregnación

(consolidante) que evite la

aparición de la humedad en

la superficie

Impermeabilizante

para muros

Depósitos de agua

Plantas de tratamiento

Presas

Piscinas

Canales

Estructuras de contención de agua

Impermeabilización de Tanques

• Diseño

• Prácticas constructivas

• Sellos preformados

• Impermeabilización del concreto

• Morteros impermeables

• Masillas

• Recubrimientos

• Mantos flexibles

Construcción de estructuras Estancas

• Diseño y Materiales

ACI 350-06 “Code Requirements for EnvironmentalEngineering Concrete Structures”

NSR-09:

Cap C.23: “Tanques y Estructuras de Ingeniería Ambiental de Concreto”

Construcción de estructuras Estancas

• Diseño y Materiales

a. Cuente con un diseño tal que controle el agrietamiento y la fisuración para impedir el flujo de líquidos entre el interior del tanque y el exterior.

b. Sea lo suficientemente denso e impermeable para impedir la contaminación de los líquidos contenidos o que estos contaminen

c. Provea la máxima resistencia a los elementos químicos contenidos en el líquido

d. Tenga superficies poco rugosas que minimicen la resistencia al flujo y permitan cumplir los objetivos de sanidad

• Control del agrietamiento • Refuerzo adecuado

• Concreto de baja

contracción

• Método constructivo

• Juntas!!!!

• Sellos!!!

• Curado apropiado

Curado

• Curador de parafina base solvente

Curado

Inundando con agua

Concreto Impermeable

• El agua de amasado y su influencia en la calidad del concreto y del mortero

Porosidad del concreto

0,3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8a/c

Porosidad

Permeabilidad

Construcción de estructuras Estancas

• Concreto denso e impermeable • Baja relación agua/cemento

• Contenido de aire apropiado

• Buena compactación

• Curado apropiado

• Sello de juntas

Construcción de estructuras Estancas (RCPT)

• Permeabilidad al agua bajo presión (NTC-4483)

• 50 m de columna de agua

• 72 Horas

Construcción de estructuras Estancas (RCPT)

• Prueba rápida de cloruros

6 Horas

Permeabilidad por absorción

Cilindro descascarado por su cara inferior

Concreto de 28-56 d Poner en contacto con

una lámina de agua

La consistencia del concreto

Técnicas de colocación• Use un plastificante retardante

para evitar juntas frías

• Vibre adecuadamente sin segregar el concreto

• Un concreto fluido le permitirá bombear, lo que alivia el trabajo de colocación y compactación.

Colocación del concreto

• Concreto con superplastificante!

• No hay segregación!!

Autocompactante

Bombeo de concreto en

la construcción de un

tanque

Reparación de hormigueros

• Pique hasta descubrir concreto sano!

Use un mortero de reparación de mejor calidad que el concreto existente!

Para reparar haga una caja!

Aire incorporado en el concreto

• Bloquea los poros capilares disminuyendo la absorción capilar

• Mejora la manejabilidad

• Impide la exudación

• Completa la granulometría

• Mezcla más pastosa

• Facilita el bombeo

Exige control, pues baja un poco la resistencia!

Aditivo aireante

Adiciones puzolánicas en el concreto

• Reacciona con el Ca(OH)2 para formar compuestos cementantes

• Tapona capilares

• Disminuye la exudación

• Disminuye la permeabilidad

• Concreto más resistente a sulfatos y cloruros

• Mezcla más pastosa

• Facilita el bombeo Exige el uso de bajas relaciones a/c y un superplastificante

Humo de sílice

Impermeabilización

• Mortero impermeable hecho en obra

• Mortero impermeable predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Mortero con impermeabilizante integral

Impermeabilización

• Ojo con la adherencia!!

Usar un mejorador de adherencia (látex o aunque

sea PVA)

• Mortero impermeable hecho en obra

• Mortero impermeable predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Impermeabilización

Impermeabilización

• Mortero impermeable hecho en obra

• Mortero impermeable predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Mortero de cemento con látex

•Mayor adherencia•Mayor durabilidad

Impermeabilización

• Mortero impermeable hecho en obra

• Mortero impermeable predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Con refuerzo puentea grietas !

Impermeabilización• Mortero impermeable

predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Acabado liso / Gran adherencia

Impermeabilización

• Recubrimientos epóxicos

Gran adherencia

Acabado liso

Higiénico

Impermeabilización

• Mortero impermeable hecho en obra

• Mortero fluído impermeable predosificado

• Recubrimientos acrílicos flexibles

Gran facilidad de aplicación!

Sellos preformados: Cintas PVC

Sellos preformados: Cintas PVC

Sellos preformados: Cintas PVC

Sellos preformados: Cintas PVC

22

11

Sellos preformados: Cintas PVC

Sellos preformados: Cintas PVC

Pasos de tuberías

Pasos de tuberías

O-Ring

Finalmente

Relleno con:

Pasos de tuberías

Grout expansivo

Sello hidrófilo

Rehabilitación de juntas

Junta sellada con una masilla asfáltica

Sikadur-Combiflex

(cinta)Sikadur-31

Adhesivo

Juntas anchas con movimiento

Pega epóxica

Sello flexible de Hypalon

Sellos preformados para

juntas amplias con

movimiento

• Fácil aplicación

• Puede dejarse el sello

existente (emparejar)

• Ideal para impermeabilizar

uniones muro – piso

(mediacaña)

• Gran durabilidad

Fisuras en tanques

Fisuras en tanques

• Inyecciones epóxicas de baja viscosidad

Inyección con resina epóxica

Desocupar el tanque!

Filtraciones Localizadas• Inyecciones de

poliuretanoExpande al contacto con el agua formando un sello elástico permanente

No hay que desocupar el tanque!

Membranas flexibles de PVC

• Material flexible

• Resistente y durable

• Se aplica termosoldandopaños (10cm)

• Existen ya muchos aditamentos que facilitan la instalación

Características

Manto de PVC

Membranas flexibles de PVC

• Rápida instalación

• No exige sellar fisuras

• Pasa sobre juntas que filtren (llenarlas para que no corten la membrana)

• Puede aplicarse no adherido.

• Rápida solución en tanques que no pueden sacarse de servicio

Ventajas

Manto de PVC

Con qué rellenar estas grietas?

Recubrimiento flexible

• Puentea fisuras activas hasta de 0,4 mm

• Puentea fisuras inactivas hasta de 0,7 mm

• Impermeable al agua lluvia

• Baja permeabilidad al CO2

Recubrimiento flexible

Control de la corrosión

• La estructura debe resistir ataque químico

Incluso el agua potabilizada contiene agresores para el concreto reforzado.

Es importante al diseñar un tanque de aguas industriales o de aguas servidas, saber la composición química del agua Corrosión por ataque de cloruros

Control de la corrosión

• Ataque del agua de la piscina al refuerzo del concreto

Ataque químico al concreto

• Ataque por sulfatos

• Ataque ácido

• Ataque por aguas blandas

•Ataques más comunes en tanques

ACI-318-09: Capítulo 23: Incluye un listado de

sustancias químicas y su efecto en el concreto

Ataque aguas

blandas

Por qué hay que recubrir un tanque?

• El agua “pura” consume

productos cálcicos (roba

cemento)

• Después de unos años la

superficie es rugosa

• Se acumula suciedad,

bacterias

• Hay problemas de asepsia.

Esquema de rehabilitación

Mortero epoxi-cemento Recubrimiento epóxico

Un compartimento de la

planta de tratamiento

rehabilitado

Protección del concreto

El concreto en cierta forma aguanta muchos ataques!

Pero las condiciones en que se dan influyen mucho!

Planta de bombeo de agua negra, Rio Bogotá.

Ataque ácido

Resistencia a ataque químico

Recubrimientos epóxicos

Protección de estructuras enterradas

Impregnaciones asfálticas modificadas

•Impermeable al agua

•Barrera de vapor

Asfalto

modificacdo

Jardineras• Mortero impermeabilizado

• Impregnación asfáltica modificada

• Filtro y desagüe

Cimentaciones

• Impregnación asfáltica modificada

Control reactividad álcali-agregado

Un poco sobre piscinas

• Es otro tipo de estructura estanca• Se asemeja casi en todo al diseño

y construcción de tanques• Los acabados requieren mayores

consideraciones de estética• Es común tratar el agua con cloro

Un poco sobre piscinas• Uno de los principales problemas es

la pega de la baldosa cerámica.

• Si queda filtrando agua el arreglo es

costoso.

Una buena recomendación: Pegar las baldosas con mortero

impermeable

Mortero acrílico aplicado con llana

Un poco sobre piscinas

Juntas• Debe respetarse las juntas

de dilatación en piscinas, sino el enchape se rompe.

• Exceso de cloro deteriora los sellantes Silicona resistente a

cloro

Membranas de PVC para tanques y piscinas

Piscinas olímpicasCali

Impermeabilización con Membranas de PVC

Fachadas

Las fachadas son la cara de la edificación frente a la comunidad, a veces frente al país!

Existen, hoy en día, muchos métodos de construcción y materiales para

recubrirlas

Rehabilitación de cúpula en medio marino

Protección con recubrimiento acrílico

Recubrimiento acrílico de alta resistencia a la

intemperie

Recubrimiento acrílico para exteriores

Las fachadas lisas actuales son más exigentes en el sistema de protección

Fachadas

Recubrimiento acrílico de alta resistencia a la intemperie

Recubrimiento acrílico para exteriores

Protección asfáltica contra el ingreso de humedad

Fachadas

Prefabricados y

medio ambiente

agresivo

Fachada con prefabricados

• Impermeabilidad del soporte

• Sello de juntas (UV)

• Durabilidad de los prefabricados

Hidrofugación de la fachada

• Limpieza del soporte

• Debe estar seco

• Aplicar 2 capas

Repelente de agua para fachadas

Control efectividad de la Hidrofugación de la fachada

Pipetas de Karsten

Juntas en fachadas

En fachadas revestidas con baldosas, fachaletas, porcelanato, etc, se debe dejar juntas!

Todos los materiales se dilatan, la interacción produce esfuerzos que pueden ser mayores que la adherencia al soporte

Juntas en fachadas

Juntas de dilatación por piso,. Selladas con una masilla que

soporte rayos UV.

Finalmente un poco sobre cubiertas…

• Las cubiertas son el cierre de la obra

• Generalmente hacemos una fiesta cuando se “cierra tejado”…

• Y otra más grande si queda impermeable!

• Listos para empezar… de nuevo!

No pagará un propietario un sobrecosto por una

impermeabilización definitiva?

Núcleo o “testigo” de dos

impermeabilizaciones fallidas

Levantar para impermeabilizar

Impecable terminación de cubierta

Fisuramiento de losas de cubierta

• Uno de los problemas grandes de cubiertas de parqueaderos, por ejemplo, es el bajo espesor de la torta (5 cm) y la falta de refuerzo.

• Se fisura muy fácil (peso de vehículos, contracción de la losa)

Recomendaciones actuales:

•8 cm espesor

•Doble malla de refuerzo

Impermeabilizaciones con

emulsiones asfálticas

Emulsión Asfáltica

Impermeabilización de Cubiertas

Cubiertas

Membranas

asfálticas

Impermeabilización de cubiertas con manto

asfáltico y pintura reflectiva

Cubiertas

Impermeabilizaciones con

recubrimiento acrílico

Cubiertas

OJO: al material de pendientado

•Mortero muy pobre

•Espesores variables

•Sin refuerzo

Casi siempre se agrieta y rompe un sistema de impermeabilización adherido!

A-floor

Impermeabilización de Cubiertas

Recubrimientos de poliuretano

Gran flexibilidad

Puenteo de fisuras

Transitable

Excelente durabilidad

Recubrimientos de poliuretano

Gran flexibilidad

Puenteo de fisuras

Transitable

Excelente durabilidad

Membranas

de PVC

Uso arquitectónico de las membranas flexibles

de PVC

La construcción de estructuras impermeables y estancas es un arte!

Requiere buen diseño y excelentes prácticas de construcción.

El uso de materiales de calidad contribuye en gran

medida a lograr el éxito de la solución.

El mantenimiento oportuno y periódico es un gran aliado del

sistema de impermeabilización escogido

Buscar proveedores con un buen número de soluciones

desde la cimentación hasta la cubierta!

Conclusiones

Y asesoría técnica especializada!