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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