Protección del hormigón: Impregnaciones Hridófobas (UNE-EN 1504:2) Por Ramón Martínez

1. 1
Congreso DEIA
Diseño, Ecología, Innovación y Ahorro
Barcelona, 15 de Noviembre de 2011

2. Sika S.A.U.
Congreso DEIA Innovación desde
su fundación en 1910
2

3. 3
Índice
Congreso DEIA
 Daños en el hormigón
 Protección del hormigón: UNE-EN
1504:2
 Impregnaciones Hidrófobas:
* Definición y tipos
* Ensayos
 Referencias

4. 4
Daños principales en el Hormigón: Causas
Congreso DEIA
Various
Maintenance
Stability Más del 50%
Acoustic
24 provienen de
2 2
Deformation 2
4 la humedad de
Thermal Insulation
5 forma directa ó
Humidity indirecta
Cracks 31
13
4
Corrosion
Debonding
2
10 Hygrothermy
10
Superficial Degradation
11
Aspect
Fuente: CSTB, Belgium

5. 5
Daños principales en el Hormigón: Causas
Congreso DEIA
Sulfatos
El agua lleva una serie de sustancias
disueltas: cloruros y sulfatos que tienen una
influencia negativa sobre las estructuras de
hormigón.
Cloruros

6. 6
Principales Daños en el Hormigón: Consecuencias
Congreso DEIA
Corrosión de
Cl- + O2 + H2O
armaduras por cloruros
Ataque por
SO42- + H2O
sulfatos
Reacción Alcali-Árido SiO2 + K2O + H2O
Carbonatación H2O
CO2 +
H2O
Ataque ciclos hielo- ↕0 C +
deshielo

7. 7
Congreso DEIA
Corrosión inducida por
Carbonatación, sales de deshielo

8. 8
Congreso DEIA
Corrosión inducida por cloruros,
sulfatos

9. 9
Congreso DEIA Consecuencias
Agua
Daño
Estructural
Menor
Durabilidad

10. 10
Congreso DEIA Protección del Hormigón: UNE-EN
1504:2
Productos y sistemas para la protección superficial
del hormigón.
Impregnación Hidrófoba Impregnación
Revestimiento

11. 11
Objetivos de los sistemas de protección
Congreso DEIA

12. 12
Congreso DEIA ¿Qué es una Impregnación Hidrófobas?
Definición según UNE-EN 1504:2
Tratamiento dado al hormigón que
genera una superficie repelente al
agua. Los poros y capilares están
revestidos internamente, pero no
rellenos. No se genera capa sobre la
superficie y no hay ó es muy leve
cambio estético.

13. 13
¿Qué es una Impregnación Hidrófobas?
Congreso DEIA Son materiales transparentes, generan una
protección sobre el hormigón sin formar capa,
aumentando la durabilidad de la estructura.
No cambian la estética debido al tamaño pequeño
de las moléculas.
Impregnación
Hidrófoba

14. 14
¿En qué se basa su funcionamiento?
Congreso DEIA Las impregnaciones Hidrófugas son tratamientos que cambian la tensión superficial
de soportes minerales incluido el hormigón y producen una superficie repelente al
agua y agentes agresivos disueltos en ella como cloruros y sulfatos.
Efecto Hidrófobo
Difusión vapor
de agua R
Si
O O O
R
Si
O O O
Fuerte
adherencia al
soporte

15. 15
¿Qué es una Impregnación Hidrófoba?
Congreso DEIA Soporte Sin Hidrófugo Soporte Hidrófugo
• La tensión superficial es mayor que la del • Reducción de la tensión superficial por la
propio agua. impregnación hidrófuga. La atracción
• La atracción del soporte al agua es mayor intermolecular es mucho mayor que la
que la propia interacción entre las atracción del soporte sobre el agua.
moléculas del agua.
0
0
θ 0o θ 1800
Absorción del agua por el soporte! La superficie repele el agua!
Tensión superficial ≈ 80 mN/m Tensión superficial de soporte
hidrofugado ≈ 14 – 24 mN/m

16. 16
Efecto “Paraguas”
Congreso DEIA ´
Comportamiento: PROTECCIÓN
 Reducción de la penetración de agua
 Reducción de la penetración de otras
sustancias (cloruros, sulfatos, etc.)
 Reducción de la corrosión de
armaduras
 Aumento de la resistencia hielo-
deshielo
 Resistencia a las reacciones álcali-
árido
 No afecta a la permeabilidad del
soporte
 Aumento de la protección frente a la
contaminación

17. ¿Por qué es importante“la difusión del vapor de agua”?
17
Congreso DEIA
 Permite la evaporación
 Reducción de eflorescencias
 Soporte seco
 Baja cantidad de agua en los poros
(no favorece la corrosión)
 Etc,

18. 18
Función de las Impregnaciones Hidrófobas
Congreso DEIA
Función = Protección = Durabilidad
Mantener el agua fuera de la estructura
PROTECCIÓN FRENTE:
 Heladas
 Sales de deshielo
 Penetración de cloruros
 Carbonatación
 Ataque por sulfatos
 etc.

19. 19
Función de las Impregnaciones Hidrófobas
Congreso DEIA Aspectos de durabilidad
 Previenen los daños por ciclos de hielo-
deshielo.
 Previene la corrosión de la armadura al
limitar el contenido de agua en el
soporte, cloruros, sales…
 Aumento de la protección como
imprimación para revestimientos: previene
la entrada de agua y sustancias disueltas
en huecos ó defectos.

20. 20
Función de las Impregnaciones Hidrófobas
Aspecto Estético
Congreso DEIA
 Protección de la estructura sin cambios
estéticos
 Reducción de eflorescencias
 Reducción del crecimiento de
microorganismos
 Reducción de la contaminación en el
soporte: polvo, suciedad
 Aumento del aislamiento térmico por el
efecto de secado de las fachadas.

21. 21
Para diferentes proyectos
Congreso DEIA
Puentes Estructuras marinas Galerías y túneles Silos y torres de
refrigeración
Edificios Casas Rampas Muros

22. Congreso DEIA
22

23. 23
Tecnologías
Congreso DEIA
Materiales
Silano Siloxanos Siliconatos
Moléculas pequeñas Moléculas de tamaño medio-grande Moléculas pequeñas
(Tamaño~0.4 -1.5 nm) (Tamaño ~3 -30 nm) (Tamaño ~0.3 -0.6 nm)
No polar No polar Polar
Alta penetración Penetración media Penetración baja
(debido al tamaño pequeño de las (debido al tamaño medio y la no (debido a la polaridad)
moléculas y la no polaridad) polaridad)

24. 24
Tecnología
Congreso DEIA
Silanos Pico meter 1 pm = 10-12 m
Angström 1Å = 10-10 m
0,4 nm
Nano meter 1 nm = 10-9 m
Micro meter 1 µm = 10-6 m
Ø 0.1 µm
70 µm
Micro poros

25. 25
Tecnología con Silanos
Congreso DEIA Requieren un alto contenido en sustancias activas debido a
su baja masa molecular y su volatilidad
Ventajas:
 Alta penetración
 Estabilidad alcalina
Desventajas:
 Alta volatilidad
 Pérdida de material (tipo líquido no crema) durante la aplicación
Tipos:
 Base disolvente: Rango de concentración: 20 - 100%
 Base agua: Rango de concentración: 20 - 50%
 Cremoso: Rango de concentración: 25 - 80%

26. 26
Tecnología Siloxanos
Congreso DEIA Requieren menor contenido en sustancias
activas debido a su baja volatilidad, el producto
permanece en la superficie.
Ventajas:
 Buen efecto perla
 Estabilidad alcalina
Desventajas:
 Baja penetración debido a las cadenas moleculares
 Riesgo de oscurecimiento del soporte sobre todo en altas concentraciones de
siloxanos
Tipos:
 Base disolvente: Rango de concentración de 5 a 20%
 Base agua: Rango de concentración de 7 a 20%

27. 27
Tecnología Siliconatos
Congreso DEIA Necesitan bajo contenido en sustancias activas debido a la alcalinidad
y requieren CO2 para activar la reacción sobre el soporte
Ventajas:
 Buen efecto perla
 Buena relación coste-beneficio
 Base agua
Desventajas:
 Baja penetración
 Corta durabilidad
 Riesgo de eflorescencias
 No adecuado para soportes alcalinos como el hormigón
 Reacción lenta – riesgo de lavado en caso de lluvia durante las primeras 24
horas.

28. 28
Comparativo
Congreso DEIA Silanos Siloxanos Siliconatos
 Base agua  Base agua  Base agua
 Base disolvente  Base disolvente
 Cremoso
 Resistencia álcalis  Resistencia álcalis  No resistencia álcalis
 Alta volatilidad  Buen efecto perla  Requiere CO2
 Alta concentración  Rápido efecto perla
 No oscurece
 Hormigón

29. 29
Comparativo
Congreso DEIA
Tecnologías
Durabilidad
Silano Siloxanos Siliconatos
Profundidad de
penetración   
Resistencia ciclos hielo-
deshielo y sales de   
deshielo
Resistencia a la
alcalinidad
  
Reducción de la
penetración de sustancias   
agresivas
Reducción de la corrosión   

30. 30
Comparativa
Congreso DEIA Tecnologías
Aspecto
Estético Silano Siloxanos Siliconatos
Riesgo de oscurecimiento
del soporte   
Riesgo de eflorescencias   
Protección frente al 
crecimiento de moho
 
Resistencia UV   
Efecto perla   
Reducción de polvo en el   
soporte

31. 31
Comparativa
Congreso DEIA Tecnología
Aplicación
Silano Siloxano Siliconato
Volatilidad   
Alta cubrición por capa   
Sensibilidad a la lluvia   
Sensible a la humedad   
Uso como imprimación
  
Coste del material   

32. 32
Protección del hormigón mediante Imprenaciones Hidrófobas
Congreso DEIA Condición Influencia Implicación Producto
 Hormigón muy compacto  Penetración reducida  Tecnología: Silanos  Sikagard-706 Thixo
 Alto consumo
 Hormigón poroso  Alta absorción  Silanos líquidos  Sikagard-705 L
 Rápida penetración  Rápida absorción
 Consumo menor
 Altas temperaturas  Rápida evaporación  Producto tipo crema  Sikagard-706 Thixo
 Viento  Mayor pérdida de
producto
 Salud medioambiental  Mayor coste  Productos base agua  Sikagard-706 Thixo
 Sikagard-705 L

33. 33
Ensayos-Normativa
Congreso DEIA
Europea
(EN 1504-2)
Requerimientos básicos
(para todos los usos)
 Absorción de agua
 Coeficiente de desecación
 Grado de penetración
Adicionales (para otros usos)
 Resistencia a ciclos hielo-deshielo
 Difusión de iones cloruro
-

34. 34
Criterios
Congreso DEIA
Características Criterio
Grado de Absorción de agua y < 7,5% comparado con probeta sin tratar
resistencia a los álcalis < 10 % en inmersión en disolución alcalina
Coeficiente de desecación Clase I: > 30%
Clase II: > 10%
Profundidad de penetración Clase I: < 10mm
(W/C = 0,70) Clase II: ≥ 10mm
Pérdida de masa después de ciclos La pérdida de masa se deberá producir al menos
hielo deshielo en presencia de sales 20 ciclos más tarde que la experimentada por una
de deshielo(W/C = 0,70) probeta no impregnada.

35. Profundidad de penetración
Congreso DEIA
Profundidad de
penetración
(Clase II: ≥ 10 mm)
(Clase I: < 10 mm)
35

36. Profundidad de penetración
Congreso DEIA
36

37. 37
Ensayos-Normativa
Congreso DEIA
USA Canada
NCHRP 244) (Alberta B388)
Requerimientos Requerimientos
Absoción de agua  Reducción de absorción de agua
Reducción difusión iones cloruros tras exposición alcalina y abrasión
Etc
Adicionales Adicionales
Federal Specification SS-W-110C
Quebec Department of Transport
MTQ

38. 38
Test independientes
Congreso DEIA
Efecto barrera frente a cloruros:
Test German/Chinese University
 Profundidad de penetración y cantidades para conseguir
efecto barrera
Efectividad de las impregnaciones frente a
hormigones fisurados:
Tested German/Chinese University yJapanese University
 Prestaciones sobre hormigón fisurado
 Profundidad de penetración
 Protección prevista para baja penetración de las
impregnaciones

39. 39
Test independientes
Congreso DEIA
Durabilidad de las Impregnaciones Hidrófobas:
Investigación llevada a cabo por Swedish
Cement and Concrete Research Institute
“Este estudio indica que la vida en servicio para un
tratamiento sobre hormigón mediante
impregnaciones hidrófobas puede ser de al menos
15 años”
Estudio en Estructuras marinas:
Investigación llevada a cabo por Department of
Civil Engineering KULeuven, Belgium

40. 40
Durabilidad
Congreso DEIA
 Test internos y externos
 Evolución durante 10 años
 Silanos (Sikagard-705L)
 Baja absoción de agua en la
 Conforme a SIA 162/5
superficie
 Baja absorción de agua en la
 Penetración hasta 6 mm
superficie
1998 2008 Time

41. 41
Congreso DEIA
Estructuras y Soportes

42. 42
Sistemas Sika para protección del Hormigón
Congreso DEIA En general, existen 3 niveles de protección:
Sistema 1: Sistema 2: Sistema 3:
Protección del hormigón Protección del hormigón y de las Altos requerimientos de
armaduras protección
1 2 3
2
1 1
1 Sikagard 1 Sika Ferrogard 1 Sika FerroGard
2 Sikagard 2 Sikagard
3 Revestimientos Sikagard
Para estructuras de hormigón con Para exposición severa y riesgo Para exposición severa y protección
defectos en el hormigón no visibles alto de corrosión de la armadura. de estructuras con alto riesgo de
(fisuras < 0.3 mm) fisuración.

43. 43
Requerimientos para Diferentes Tipos de
Congreso DEIA Estructuras
√ Profundidad de penetración
√ Reducción de la absorción
del agua
√ Reducción de la difusión de
iones cloruro
√ Alta resistencia a ciclos de
hielo-deshielo y sales de
deshielo
√ Resistencia UV
Silanos: SIKAGARD-706 Thixo

44. 44
Requerimientos para Diferentes Tipos de
Congreso DEIA Estructuras
√ Profundidad de penetración
√ Reducción de la absorción
del agua
√ Alta resistencia a ciclos de
hielo-deshielo
√ Resistencia UV
Silanos ó Siloxanos: SIKAGARD-706
Thixo ó SIKAGUARD-700 S

45. 45
Requerimientos para Diferentes Tipos de
Congreso DEIA Estructuras
√ Profundidad de penetración
√ Reducción de la absorción
del agua
√ Reducción de la difusión de
iones cloruro
√ Resistencia UV
Silanos : SIKAGARD-706 Thixo

46. 46
Requerimientos para Diferentes Tipos de
Congreso DEIA Estructuras
√ Reducción de la absorción
del agua
√ Reducción de eflorescencias
√ Reducción de polvo,
suciedad en el soporte
√ Resistencia UV
Siloxanos ó siliconatos : SIKAGUARD-
703 W, SIKAGUARD 711 ES,
SIKAGUARD-700 S,SIKAGARD-71 W

47. 47
Congreso DEIA
Referencias de Obras

48. 48
Puentes
Congreso DEIA Tranesbergsbridge, Suecia
Requerimientos:
 Protección del viaducto frente a los ciclos
hielo-deshielo y sales de deshielo
Solución Sika:
 Sikagard-706 Thixo
 Superficie: ~30’000 m²
 Aplicación mediante airless
 Consumo: 1 x 400 g/m²

49. Puentes
Congreso DEIA Stäketbridge, Suecia
Requerimientos:
 Protección del viaducto frente a
los ciclos hielo-deshielo y sales
de deshielo y ambiente marino
Solución Sika:
 Sikagard-705 L
 Superficie tratada: ~20’000 m²
 Aplicación por airless
 Consumo: 2 x ~150 g/m²
49

50. 50
Torres de Refrigeración
Congreso DEIA Tùrow Thermal Power Plant, Poland
Requerimientos:
 Refuerzo
 Protección externa frente a ambiente
industrial muy agresivo
Solución Sika:
Sistema para el exterior:
 Imprimación hidrófuga:
 Sikagard-700 S
 Revestimiento protector:
 Sikagard-680 S

51. 51
Torres de refrigeración
Congreso DEIA
Tùrow Thermal Power Plant, Poland
Test adicionales han demostrado como el sistema
de protección se ha mantenido durante más de 16
años!

52. 52
Estructuras marinas
Congreso DEIA Saldahan Jetty en South Africa
Requerimientos:
Requirement: un muelle de más de 40 años
Protección de
frente al ambiente marino.
Protection of a 40 years old jetty
 Sistema de protección con varias capas
against the harsh conditions of marine
Solución Sika:
environment
 Inhibidor de Corrosión:
Multi layer of protection required
 Sika FerroGard-903
 Imprimación hidrófuga:
 Sikagard-706 Thixo
 Revestimiento de protección elástico:
 Sikagard-550 W Elastic
 Superficie tratada: ~27’000 m²

53. 53
Estructuras marinas
Congreso DEIA Sitra Causeway en Bahrain
Requerimientos:
 Protección frente al ambiente marino
Solución Sika:
 Imprimación hidrófoba:
 Sikagard-705 L
 Aplicación air less
 Consumo: 2x 150g/ m²
 Superficie tratada: ~100000 m²

54. 54
Edificios
Congreso DEIA Hotel Tivoli Vilamoura, Algarve, Portugal
en 2009
Requerimientos:
 Protección del nuevo edificio
 Granito muy poroso
 Ambiente marino
 Protección para evitar la aparación de
eflorescencias
Solución Sika:
 Sikagard-700 S

55. 55
Edificios Históricos
Congreso DEIA
Palacio Real – tratado con
Sikagard-700 S

56. 56
Edificios Públicos Hospital La Plana-Villareal
Congreso DEIA
Solución Sika:
 Sikaguard-700 S
 Superficie: ~21.000 m²
 Consumo: 12.000 kg

57. 57
Edificios Públicos Universidad Pontevedra
Congreso DEIA
Solución Sika:
 Sikaguard-700 S
 Superficie: ~39.000 m²

58. Congreso DEIA
58