Sistemas y productos de protección superficial EN 1504-3

Definición y clases

Conjunto de sistemas y productos que se utilizan para la reparación estructural y no estructural del hormigón, basado en los principios y métodos siguientes:

• REPARACIÓN ESTRUCTURAL

Principios 3, 4, 6 y 7 y los métodos que se indican.

• REPARACIÓN NO ESTRUCTURAL

Principio 3 y los métodos que se indican.

Estos sistemas y productos, cuando se aplican a una estructura de hormigón, reemplazan el hormigón deteriorado y restituyen su integridad estructural y su durabilidad. Si se trata de una reparación no estructural, restauran su forma original y protegen la estructura para evitar daños futuros.

El uso de productos para la reparación no estructural del hormigón es aplicable en numerosas actuaciones que se llevan a cabo dentro del ámbito de la rehabilitación.

Son muchas las causas que pueden provocar el deterioro de un elemento de hormigón, lo que convierte en necesario el uso de productos para la reparación no estructural.

La más habitual es la reacción de los componentes alcalinos —Ca(OH)2, etc.— con el dióxido de carbono presente en el aire que se denomina “carbonatación del hormigón”. Como consecuencia de este proceso, el valor de pH del hormigón disminuye. Si el valor del pH del hormigón que rodea la armadura cae aproximadamente por debajo de 11, el film pasivo se destruye. Cuanto más bajo sea el valor del pH, más alta será la intensidad de corrosión, en presencia de agua y oxígeno.

Cuanto más permeable sea la matriz del hormigón y más fino el recubrimiento de las armaduras, más rápidamente alacanzará la carbonatación a la superficie del acero; como resultado, la capa pasivante sobre el acero desaparece y comienza la corrosión. El incremento de volumen del acero debido a la corrosión provoca la aparición de fisuras y deja las armaduras sin protección y expuestas al ataque de agentes agresivos del entorno.

Por su parte, los iones cloruro (por ejemplo, las sales de deshielo en carreteras) alcanzan la superficie del acero por acción de la capilaridad y la difusión y destruyen localizadamente la capa pasivante, incluso en un entorno muy alcalino. Cuanto más alta sea la concentración de cloruros, mayor será la intensidad de corrosión, en presencia de agua y oxígeno.

Otras causas de deterioro de los elementos de hormigón, que pueden hacer necesaria la aplicación de productos para la reparación no estructural de hormigón, son las que se indican a continuación:

PRINCIPIOS APLICABLES

Principio 3. Restauración del hormigón (único principio de la reparación no estructural), métodos:

3.1 Aplicación del mortero a mano

3.2 Relleno con hormigón

3.3 Proyección del mortero u hormigón

Principio 4. Refuerzo estructural, métodos:

4.3 Adhesión de chapa de refuerzo

4.4 Adición de hormigón o mortero

Principio 6. Resistencia a productos químicos, método:

6.3 Adición de hormigón o mortero

Principio 7. Preservación o restauración de la pasividad, métodos:

7.1 Aumento del recubrimiento con mortero u hormigón adicional

7.2 Reemplazo del hormigón contaminado o carbonatado

Para determinar el método se tendrán presentes las fases del proceso de reparación del hormigón, definidas en la página 11; inspección, diagnosis, determinación del objeto de la reparación y selección de los métodos apropiados para la reparación.

A partir de este análisis, tenemos las siguientes opciones:

a) Asumir una disminución de la función de la estructura tras recalcular

b) Mejorar y reforzar, parcial o totalmente, el hormigón

c) Reconstruir parcial o totalmente la estructura de hormigón

El método elegido dependerá de diferentes parámetros, así:

• Según el alcance del daño: Método 3.1. Mortero de aplicación manual; se utiliza para daños limitados y resulta más económico.

• Según la densidad del armado: Método 3.2. Vertido de hormigón o mortero, se utiliza cuando hay una alta densidad del armado.

• Por cuestiones de accesibilidad a la reparación: Método 3.3. Proyección de hormigón o mortero por vía húmeda; resulta más fácil controlar la calidad de la mezcla.

• Por cuestiones de salud: Método 3.3. Proyección de hormigón y mortero por vía húmeda; se reduce la producción de polvo.

Aplicación

La restauración del hormigón puede realizarse de las maneras siguientes:

• Aplicación de mortero a mano

• Relleno con hormigón o mortero

• Aumento del recubrimiento de la armadura con mortero u hormigón

• Refuerzo estructural por adición de hormigón o mortero

• Reemplazo del hormigón deteriorado

• Proyección de hormigón o mortero

Morteros de aplicación manual

Tradicionalmente, la reparación localizada de los daños y defectos en el hormigón se realiza con morteros de aplicación manual (método 3.1).

Existen morteros de aplicación manual predosificados para reparaciones en general y también para usos más específicos.

Estos incluyen morteros aligerados para aplicaciones en grandes espesores (por ejemplo, en techos) y materiales resistentes químicamente para protección frente a gases y productos químicos agresivos.

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Relleno con hormigón o mortero 

Las reparaciones mediante vertido o relleno se emplean cuando se requiere regenerar grandes áreas y secciones de hormigón (método 3.2).

Este método es muy útil para elementos complejos, tales como cabeceros o muelles, que a menudo presentan problemas de acceso y de densidad de armaduras.

El criterio más importante para una aplicación exitosa de este tipo de productos es la fluidez y capacidad para rellenar los huecos alrededor del armado.

Adicionalmente, a menudo se vierten en secciones gruesas sin que generen problemas de fisuración por retracción. Esto asegura que se pueden rellenar los volúmenes deseados completamente, a pesar de las restricciones de acceso y los puntos de aplicación.

Finalmente, también deben endurecerse y proporcionar una superficie final adecuada, nivelada y sin fisuras.

Hormigón o mortero proyectado

La proyección de hormigón se utiliza tradicionalmente para trabajos de reparación de hormigón (método 3.3).

Es útil para grandes volúmenes, para proporcionar un recubrimiento adicional al hormigón, o en áreas de difícil acceso para la aplicación por vertido o manual.

En la actualidad, además de las tradicionales máquinas de proyección en seco, hay máquinas de proyección por “vía húmeda”; estas tienen un menor rendimiento en volumen, pero tienen un menor rebote y producen menos polvo que la proyección por vía seca. Por lo tanto, se pueden usar para pequeñas áreas o zonas más delicadas, donde el acceso sea restringido o en ambientes cerrados.

Los criterios más importantes para la aplicación demateriales de reparación por proyección son el mínimo rebote y grandes espesores de capa sin problemas de descuelgue.

Dependiendo del alcance del daño del hormigón, la preparación del soporte puede partir desde el saneado de la superficies, hasta la eliminación de una capa de hormigón de grosor considerable. Por lo tanto, cuanto mayor sea el daño existente, más agresivo será el tratamiento de preparación de las superficies. También se debe considerar los daños que se puedan ocasionar por el propio tratamiento de saneado del soporte, como pueden ser fisuras o desprendimiento del soporte. Estos deberán subsanarse, eliminando o consolidando esas zonas.

Una vez preparado el hormigón, se recomienda que tenga una resistencia a tracción de 1 N/mm2 , que esté sano, limpio y con la superficie de poro abierto (se recomienda una rugosidad de 5 mm) para mejorar la adherencia entre el hormigón viejo y el material de reparación.

Existen diferentes procedimientos de saneado, tanto manuales como mecánicos. La elección del método apropiado irá en función de la extensión del daño (área y profundidad), la localización (accesibilidad y posición) y cuestiones relativas a la seguridad e higiene de los operarios (por ejemplo, en sitios mal ventilados o sin ventilación se debe descartar la aplicación del chorro de arena)

EJEMPLOS DE TRABAJOS HABITUALES

En la mayoría de los casos suele ser necesario emplear un sistema, no un solo producto, que acostumbra a consistir en una combinación de:

• Producto inhibidor de la corrosión

• Producto para relleno, sustitución o adición

• Producto para adhesión de refuerzos metálicos (si es necesario refuerzo externo)

• Producto de acabado

Control de calidad
Los productos y sistemas utilizados para la ejecución de los trabajos deben satisfacer los requisitos de control de calidad definidos en la norma europea EN 1504-10.

Las propiedades del soporte, la adecuación de los productos y sistemas, las condiciones de su aplicación y las propiedades finales de los productos y sistemas endurecidos deben ser objeto de un control de calidad realizado conforme a los ensayos y observaciones especificados en las tablas de la UNE-EN 1504-10 (Véase el anexo 4).

Los parámetros máximos y mínimos, así como la frecuencia de observación o de ensayo, deben estar de acuerdo con las especificaciones del proyecto.

Selección del producto

Es imprescindible que un técnico cualificado realice una evaluación de los elementos estructurales que se tienen que reparar y prescriba el producto más adecuado. Los productos para la reparación estructural y no estructural del hormigón pueden clasificarse según:

• Su composición

• Sus prestaciones

SEGÚN SU COMPOSICIÓN

Morteros y hormigones hidráulicos (CC)

A base de un conglomerante hidráulico, mezclado con áridos calibrados, pueden incluir aditivos y adiciones. Fraguan por medio de una reacción de hidratación una vez mezclados con agua.

Morteros y hormigones de cemento hidráulico polimerizados (PCC)

Modificados con adiciones poliméricas en cantidad suficiente para proporcionarles propiedades específicas.

Morteros y hormigones polimerizados (PC)

A base de un conglomerante polimérico y áridos. Fraguan por medio de una reacción de polimerización.

Conglomerante polimérico reactivo (P)

Conglomerantes compuestos generalmente por dos componentes, uno a base de un polímero reactivo y un endurecedor o catalizador que polimerizan a temperatura ambiente.

Pueden contener adiciones.

SEGÚN SUS PRESTACIONES

Para la reparación estructural del hormigón la norma exige que los productos y sistemas empleados cumplan unas determinadas prestaciones, que son las siguientes:

• REPARACIÓN ESTRUCTURAL La norma los clasifica en R3 y R4

• REPARACIÓN NO ESTRUCTURAL La norma los clasifica en R1 y R2 

REPARACIÓN ESTRUCTURAL

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REPARACIÓN NO ESTRUCTURAL