aislaciones hidrofugas - rode · para cada sustancia existe una humedad que se llama de equilibrio,...

AISLACIONES

HIDROFUGAS

CONDICIONANTE DE ORIGEN

Degradación de materiales por ataque

de agentes externos ( AGUA + CALOR )

AGUA: SOLVENTE UNIVERSAL

1. Dilución, migración y cristalización de

sales

2. Saturación de vacíos

3. Sostén biológico

4. Catalizador / modificador de equilibrios

moleculares (oxidación, etc.)

PROCEDENCIA DEL AGUA

1.De producción de obra

2.De terreno

• Con/sin presión hidrostática

3.Aporte superficial externo pluvial

4.Producción interna de vapor de agua

FRENTES DE PENETRACION

Para cada sustancia existe una humedad que se llama de equilibrio, es

decir, un contenido de humedad tal de la atmósfera a la cual el

material capta humedad del ambiente a la misma velocidad que la

libera. Si la humedad ambiente es menor que este valor de equilibrio,

el material se secará, si la humedad ambiente es mayor, se

humedecerá

1. DE PRODUCCION DE OBRA

TIEMPO DE PUESTA EN SERVICIO

• Muro: ladrillo común 0,30

• Agua de producción: 150 l/m3

• HR: 70%

• Viento: 360 m/h

• Tiempo de secado total: 8 meses

Para muro 0,15: 2 meses

2. DE TERRENO

Ascendente Presión de napa

Presión hidrostática

(enterradas)

3. APORTE SUPERFICIAL EXTERNO

PLUVIAL

1. El cuerpo humano en reposo produce unos 0.75 L

(2500 gr./m2, 24 h) de agua al día en forma de vapor.

2. Una familia tipo produce (cocción higiene, etc.) de 20 a

35 kg. de vapor diarios.

4. PRODUCCION INTERNA DE VAPOR

PATOLOGIAS

1. Eflorescencias superficiales (manchas, copos)

2. Criptoflorescencias internas (expansión de sales al

cristalizar)

3. Desagregación de ligante/árido por sulfatos

4. Disgregación por congelamiento (aumento de

volumen) de agua contenida

5. Promoción de microorganismos en superficie

(moho, hongos)

6. Putrefacción y deformación de fibras vegetales

7. Pérdida de capacidad aislante térmica

ASPECTOS FISICOS

LEYES TERMO / HIDRODINAMICAS

AGUASATURADO SECO

VAPOR+ PRESION - PRESION

TEMPERATURAFRIO CALIENTE

• No siguen la ley de gravedad

• Adoptan múltiples combinaciones

MECANISMOS DE TRANSPORTE

PROPIEDADES DE MATERIALES

1. HIGROSCOPICIDAD: Capacidad de absorber/ceder agua

2. PERMEABILIDAD: Capacidad de ser atravesado por un

fluido

3. HOMOGENEIDAD: Idéntica estructura molecular en

todos sus puntos

• Humedad de equilibrio del material

• Densidad / temperatura del fluido

• Presión del fluido

• Estructura interna de vacíos

• Poros

• Capilares

• Alvéolos

• Cámaras de aire (materiales compuestos)

Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios

vacíos que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar

interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del

material

Su diámetro varía por lo general entre 0,01 y 1 mm.

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INTERACCION DE MATERIALES

EFECTO DE “MOJADO”

=

COHESION INTERNA Vs. ADHERENCIA

SOLIDOS: METAL / GRAFITO

LIQUIDO: MERCURIO / AGUA

COMPORTAMIENTO DEL AGUA

1.TENSION SUPERFICIAL

2.ANGULO DE CONTACTO

3.CAPILARIDAD

4.CAMBIOS DE ESTADO A

TEMPERATURA AMBIENTE

tensión superficial :

Cantidad de energía necesaria para

aumentar la superficie por unidad de

área.

Esta definición implica que el líquido

tiene una resistencia para aumentar su

superficie

TENSION SUPERFICIAL

Otra manera de verlo es que una molécula en contacto con su vecina

está en un estado menor de energía que si no estuviera en contacto con

dicha vecina. Las moléculas interiores tienen todas las moléculas

vecinas que podrían tener, pero las partículas del contorno tienen menos

partículas vecinas que las interiores y por eso tienen un estado más alto

de energía. Para el líquido, el disminuir su estado energético, es

minimizar el número de partículas en su superficie.

Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie tiene una

mayor energía promedio que las situadas en el interior, por lo tanto la

tendencia del sistema será disminuir la energía total, y ello se logra

disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la

reducción de área hasta el mínimo posible.

ANGULO DE CONTACTO

Angulo que forma la superficie de un líquido con respecto a

la superficie con la cual tiene contacto. Un ángulo de

contacto de 0° indica mojado perfecto, un ángulo de 180°

significa ausencia completa de mojado

ANGULO DE CONTACTO

Superficie de latón. El agua

no moja la superficie.Superficie de vidrio. El agua

moja la superficie

Independientemente del valor de la mojabilidad,

cualquier líquido sobre una superficie sólida forma un

casquete esférico

La gota A estaría sobre una superficie hidrófoba mientras que la

gota C estaría sobre una superficie hidrófila.

Ángulo de

contacto

Grado de

mojabilidad

SOLIDO/LIQUIDO

interacciones

LIQUIDO/LIQUIDO

interacciones

θ = 0 Perfecta fuerte débil

0 < θ < 90° Altafuerte fuerte

débil débil

90° ≤ θ < 180° Baja débil fuerte

θ = 180° Nula débil fuerte

Angulos típicos:•Hg / acero es = 154°

•Agua / parafina es = 110°

•Agua / polietileno es = 94°

Superficies superhidrófobas:

Pueden ser obtenidas a partir de superficies fluoradas como el

TEFLON

CAPILARIDAD

Cuando capas de material de poros finos están en contacto con otros

poros mayores, la humedad siempre avanza de los poros gruesos a los

poros finos, nunca al revés.

Si los canales son cónicos, el ascenso será aún más rápido

Para un mismo material, los ángulos de los meniscos no varían para

diferentes diámetros de capilar, pero al estrecharse éste, se produce el

choque entre los meniscos, lo que a su vez origina una tensión de

equilibrio que tiende a empujar aún mas el agua hacia arriba

Por ley, el agua ascenderá por los capilares en

sentido inverso al de la corriente eléctrica,

causada por la diferencia de potencial

existente entre el muro y el suelo.

En presencia de un menisco cóncavo podemos decir que el líquido

“moja” el capilar.

Lo contrario (menisco convexo) no invalida el progreso del líquido

dentro del capilar.

ALTURA DE ELEVACION DE LIQUIDOS

EN CAPILARESVelocidad y volumen = directamente proporcionales al radio del capilar

Altura en su interior = inversamente proporcional al radio del capilar

2t x cos α__________

r x q x gH =

Donde: H = altura del líquido capilart = tensión superficial Nm-1

= ángulo de contacto entre líquido y pared capilar

r = radio del capilar en m

q = densidad del líquido

g = aceleración de gravedad 10 m/seg2

ALTURA DE ELEVACION DEL AGUA

Considerando que (para un material poroso) :

1. Si el ángulo de contacto tiende a 0, cos tiende a 1

2. Aceptando como densidad del agua 1 kg./ l

se tiene que (para H y r en mm.): H = 15/r

Para un capilar de radio 0,01 mm. se verificará un acenso de 1,50 m.

El mecanismo de absorción de agua por capilaridad es muy eficiente,

permitiendo incorporar a la estructura, en algunos casos, incluso varios

litros por hora

La evaporación en el extremo libre o “seco” de la red capilar provoca

un "efecto bombeo" de la humedad, que avanza (sin importar cuan

alto se haya hecho el revoque impermeable ) hasta obtener un escape

hacia un ambiente seco y hacer contacto con el aire .

CAMBIOS DE ESTADO

La condensación, dentro de capilares estrechos se produce antes de

alcanzar la presión de saturación ( ley estudiada por Kelvin )

A < diámetro de capilar corresponde < porcentaje de HR de saturación

Capilares de Ø < 5 condensación a HR = 75%

SOLUCIONES

CONSTRUCTIVAS

1.ELECCION DE MATERIALES

HIDROREPELENTES ADECUADOS

• Conocimiento de sus parámetros de servicio

2.CORRECTA UBICACIÓN ESPACIAL DE

BARRERAS

• Identificación de los frentes de penetración

• Conocimiento de los procesos físicos

3.CONTROLES DE EJECUCION

• Continuidad de barreras

• Procedimientos idóneos de puesta en obra

1.HIDROFUGOS ORGANICOS

Mezclas mecánicas de cal y materias grasas a

temperatura ambiente

• Saponificación imperfecta

• Degradación progresiva

• Impiden adherencia posterior de morteros

2. HIDROFUGOS INORGANICOS

Precipitación química de sales

• Estabilidad

• Admiten mojado superficial hasta 2mm.

1.MATERIALES IMPERMEABLES

• Alta densidad (ausencia de vacíos)

• Vacíos internos no comunicados

Láminas simples o compuestas prefabricadasasfálticas

plásticas

metálicas

Agentes filmógenos (láminas in situ)asfálticas (al solvente, al agua, en frío, en caliente)

plásticas ( acrílicos, poliuretanos, cauchos)

2. MATERIALES HIDRÓFUGOS DE APORTE

• Colmatación de vacíos

- Silicatos, sales minerales

• Tensioactivos o surfactantes

- Como promotor de emulsiones

- Como agente de superficie

Siliconas, etc.

TENSIOACTIVOS

Modifican la mojabilidad (positiva o negativamente)

cambiando el ángulo de contacto

Pueden usarse como hidrófugos o emulsionantes

Uso cotidiano: jabón, detergente, champú

CONFORMACION FISICA DE

HIDROFUGOS1. SOLUCIONES (1 fase)

– mejor anclaje por acercamiento molecular con el sustrato

• Asfalto en thiner o aguarrás

• Fijador al aceite

2. DISPERSIONES COLOIDALES (2 fases: partículas sólidas

en medio líquido, sólido o gaseoso)

• Espumas

3. SUSPENSIONES (2 fases: partículas sólidas en medio

líquido)

• Látex natural

EMULSIONES (2 fases LIQUIDAS)

• Látex, acrílicos

• Asfalto al agua

ORIGEN QUIMICO DE HIDROFUGOS

1. SILICONAS

– Polímero de silicio (inorgánico)

2. DERIVADOS DIRECTOS DEL PETROLEO

• Betún (residuo sólido)

• Asfalto (dispersión coloidal)

• Oxidados

• Soluciones y emulsiones

• Propileno (gas)

• Acrílicos (látex y caucho sintético)

• Cloruro y acetato de vinilo (gas)

Látex y caucho (subproducto) vegetal: en desuso

3. DERIVADOS SINTETICOS

• Propileno (gas)

• Acrílicos (látex y caucho)

• Etileno (gas)

• Polietileno

• Vinilo

• PVC

• Uretanos

• Poliuretanos

• Mixtos

• Epoxis

4. DERIVADOS DEL CARBON

• Alquitrán

Donde:

Cw = coeficiente de absorción expresado en kg./m2 h0,5

W = Masa de agua absorbida por m2 de superficie expuesta.

t = tiempo en horas

COEFICIENTE DE ABSORCION: Norma DIN 52617E – agua absorbida en un determinado tiempo de

exposición

EJEMPLO:

Para protección de fachadas y paramentos verticales

• Cw 2,0 kg/m2 h0,5 para tratamientos inhibidores de absorción de agua.

• Cw 0,5 kg/m2 h0,5 para tratamientos hidro-repelentes

ht

mkg

W

Cw

2

NORMATIVA Y ENSAYOS DE APTITUD

MATERIALIZACION DE SOLUCIONES

1. PREVENTIVAS

• Terreno con pendiente de escurrimiento

• Veredas de protección

• Drenes enterrados

2. DIRECTAS

• Hidrófugos en morteros

• Agentes filmógenos

Líquidos

sólidos

3. A PRESION NEGATIVA

• Cementicios

• Poliméricos

PREVENTIVAS

• Terreno con pendiente de

escurrimiento

• Veredas de protección

• Drenes enterrados

DIRECTASMORTERO HIDRÓFUGO CEMENTICIO:

Mezcla de cemento y arena fina (1:3) con agregado

del 10% de hidrófugo al agua de amasado.

APLICACION:

VERTICAL:

Cuchareado, sin dejar poros (también bajo grueso en pared)

Espesor: en capa a pie de muro, 1cm.

bajo grueso 5mm.

HORIZONTAL:

Extendido entre reglas guía colocadas en ambas caras de pared

Fratasado y llaneado con espolvoreo de cemento puro

PRECAUCIONES: Evitar cuarteado e interrupciones prolongadas

VERTICAL:

Riego / media sombra / ejecución inmediata de grueso

HORIZONTAL:

Riego / tapar con bolsas o plásticos

PRECAUCIONES:

continuidad de la película

provisión de mordiente (ej.: sembrado de arena)

PELICULA FLEXIBLE

Debe resistir el punzonado – asiento sobre sustrato idóneo

• Lámina plástica, asfáltica (polietileno, membrana, ruberoid, etc.)

adherida a sustrato con material compatible (plástico/solventes)

• Pintura con cuerpo (asfalto) sembrado de arena como mordiente

DIRECTAS

REVOQUE

COMO

PUENTE

HIDRAULICO

ANTES

BAJO PISO

Láminas plásticas o asfálticas

• Precauciones

•CONTINUIDAD VERTICAL

•UNIONES DE PAÑOS

• Fusión térmica o química

TRATAMIENTOS CON PRESION NEGATIVA

• Colmatación de vacíos

• Sustratos firmes

• Hormigón

• Mampostería sin revoque (bolseado)

• En superficies húmedas (depresión de

napa ocasional)

• Morteros cementicios

• Cementos de fragüe rápido

• Aditivos plásticos y minerales

INFILTRACION DE MUROS

• Colmatación de vacíos por inyección y

cristalización de silicatos

• Cuatro pasos básicos:

• Demolición de revoque en pie de muro

• Perforación de pared en 2/3 espesor

• Infiltración de producto hasta saturación

• Oclusión de huecos / revoque impermeable

• El consumo varía según estado del muro

• Requiere mucho control para evitar

discontinuidades

• No puede verificarse mediante prueba

El tratamiento se aplicará en la primera fila de

agujeros inmediatamente arriba del lecho de mortero

más próximo al piso.

. Los agujeros se efectuarán a razón de uno por ladrillo,

ubicados en la mitad de su longitud.

Para tal fin se efectúan perforaciones

de 13 mm. de diámetro, como mínimo,

horizontales (no inclinadas) en la

mitad superior de estas celdas, de

esta forma debajo del orificio quedará

un borde que permitirá retener en el

interior de los ladrillos el líquido

bloqueador en el momento de su

aplicación

ELECTRO-OSMOSIS

• El agua dentro de los capilares avanza en

sentido inverso a la corriente eléctrica

• Se invierte artificialmente el potencial y el

sentido de migración (puesta a tierra)

• Uso de corrientes impuestas

• Alternativas

• Mallas de cobre en masa

• Electrodos insertados

• Conductores superficiales

Sistema de electro-

ósmosis sin electrodos.

Mediante la aplicación de

un principio

electromagnético, un

equipo fuerza al agua

contenida en los poros de

la mampostería a volver a

la tierra

ACTIVO

PASIVO

MITO: HORMIGON IMPERMEABLE

Concreto Impermeable

Desde el punto de vista tecnológico, es preciso tomar en cuenta los

siguientes aspectos a fin de lograr un concreto impermeable.

Obtener una cantidad lo menor posible da aire atrapado

Un cemento con mínima retracción y con la menor tendencia posible a la

fisuración.

La curva granulométrica de los áridos debe estar situada en la zona

recomendable de la norma.

Partículas finas: para obtener una impermeabilidad elevada, el concreto

debe contener cierta cantidad de partículas finas entre 0 y 0,2 mm. Esta

cantidad no debe ser inferior a 400 kg/m3, cemento incluido, para un

concreto de 40 mm de tamano máximo.

Relación agua/cemento, lo mas baja posible, nunca mayor de 0,6

preferible bajo 0,5. En concretos expuestos a ambientes muy agresivos, la

relación agua cemento no debe ser mayor a 0,4.

Encofrados impermeables que impidan la formación de nidos de piedra

por pérdida de lechada.

Juntas en concreto reducidas al mínimo.

Compactación óptima.

Curado cuidadoso para evitar fisuras