cabaÑa, guillermo; yoris, adrian; grether, rudy; defagot, carlos; ulibarrie, néstor
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Effectiveness and Durability of Different Paints as Anti-Carbonation Barriers Applied to Concrete Structures Efectividad y Durabilidad de Diferentes Pinturas como Barreras Anti-Carbonatación aplicadas a Estructuras de Hormigón. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Effectiveness and Durability of Different Paints as Anti-Carbonation Barriers Applied to
Concrete Structures Efectividad y Durabilidad de
Diferentes Pinturas como Barreras Anti-Carbonatación aplicadas a Estructuras de
HormigónCABAÑA, Guillermo; YORIS, Adrian; GRETHER, Rudy; DEFAGOT, Carlos; ULIBARRIE, Néstor. Centro de Investigación y Desarrollo para la Construcción y la Vivienda (CECOVI)
Facultad Regional Santa Fe – Universidad Tecnológica Nacional
7 y 8 de Noviembre de 2013
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Corrosión en el hormigón armado: uno de los principales factores que afectan la durabilidad de las estructuras.
Capacidad que disminuye paulatinamente debido a la carbonatación (pH de 13 a menos de 9).
La corrosión inducida por la carbonatación es una de las principales causas de deterioro en el Centro-Norte de la República Argentina
INTRODUCCIÓN
CO2
Frente de Carbonatación
El hormigón confiere al acero una protección físico-química.
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Alternativas para atenuar los efectos de la corrosión:
Uso de Aceros galvanizados
Uso de Armaduras revestidas con epoxi
Aplicación de pinturas en la superficie del hormigón
Mejorar la calidad del Hormigón de Recubrimiento
(permeabilidad – espesor)
INTRODUCCIÓN
xc = k * t1/2
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Se evaluaron 5 tipo de pinturas
Se utilizaron 2 tipos de Hormigones
Hormigón celular de espuma
Hormigón normal a/c = 0,5
Pintura Acrílica A Acrílica B Alquidálica Especial TransparenteIdentificación aa Ab al sk tr
Descripción Impermeabilizante para exteriores Látex exterior Esmalte
sintético
Revestimiento elástico
impermeable p/ext.
Recubrimiento acrílico
Color Blanco Blanco Blanco Blanco TransparenteRendimiento
(s/fabricante)8-10 m2 por kg por
mano12-14 m2 por lt
por mano12-15 m2 por lt
por mano0,15 lts por m2 por
mano10-15 m2 por lt
por mano
Dilución Agua (10% en primera mano)
Agua (5% en primera mano)
Agua-rras (sin especificación)
Agua (1:1 en primer mano)
Agua (30% en primera mano)
Terminación Semi mate Mate - - -
Detalles Caucho elastomérico - - - Antihongo
Costo($/l) 39,4 50,9 43,0 34,6 26,7Costo ($/m2) 4,4 3,9 3,2 5,2 2,1
MATERIALES
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Características de los hormigones
Se evaluaron en 2 condiciones de exposición en un ambiente urbano:
protegido de la intemperie (interior)
a la intemperie (exterior)
Característica Edad H° Normal H° CelularAsentamiento (cm) - 7,0 -Razón a/c - 0,50 0,65Resistencia (MPa) 28 días 24,94 4,94Densidad Seca (kg/m3) 28 días 2220 1020Absorción Total (%) 7 meses 6,82 36,26Capacidad de Succión Capilar (g/cm2) 90 días 4414,1 15114,7
Velocidad de Succión Capilar (g/m2*s½) 90 días 5,23 60,87
MATERIALES
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Elaboración y pintado de las probetas
Las pinturas fueron aplicadas en tres manos mediante pincel, cuando las probetas tenían las siguientes edades: Probetas de hormigón normal: 90 días. Probetas de hormigón celular: 60 días.
MATERIALES
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Ciudad de Santa Fe
Invierno
VeranoTemperatura media: 26° C
Humedad relativa: 55 %
Humedad relativa. 65 %
Temperatura media: 12° C
Zona poco industrial
Concentraciones promedio de contaminantes (mg/m3) período 2006-2008
Ambiente de exposición
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
El régimen de precipitaciones varía entre 900 mm y 1000mm anuales
Esto ubica a esta ciudad en un ambiente de clasificación A2 - A3 según el Reglamento CIRSOC
CO HCNM NO2 O3 PM10 SO2
0,809 0,695 0,491 0,076 0,018 0,056
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Espesor de las películas de pintura Envejecimiento natural de las películas de pintura Permeabilidad al aire de los hormigones pintados Permeabilidad al aire de los hormigones pintados. Evaluación con ultrasonido Ensayo de carbonatación. Evaluación de costo
Determinaciones
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
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Se utilizó un reloj comparador analógico milesimal
(graduación: 0,001 mm)
PinturaEspesor de pintura
Lectura 1(mm)
Lectura 2(mm)
Lectura 3(mm)
Promedio(mm)
aa 0,035 0,036 0,042 0,038ab 0,080 0,102 0,113 0,098al 0,064 0,060 0,057 0,060sk 0,058 0,066 0,065 0,063tr 0,014 0,021 0,020 0,018
Espesor de las películas de pintura
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
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Aspecto Calificación Tizado No se aprecia Poco Mucho Brillo Muy brillante Brillante Poco brillante Semi-mate Mate Ampollado Nada Muy poco Poco Regular Mucho Excesivo Cuarteado y Agrietado Nada Muy poco Poco Regular Mucho Excesivo Desprendimiento No Si
Aspecto general de la pintura que puede ser: Excelente, Muy bueno, Bueno, Regular o Malo
El ensayo se realizó a los 2, 4, 9, 16 y 20 meses de exposición sobre 4 probetas de cada pintura: probetas de Hº normal y H° celular expuestas a la intemperie -exterior- y
protegidas de la intemperie -interior-.
Envejecimiento natural de las películas de pintura
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
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Parámetros evaluados en envejecimiento de pinturas (20 meses de exposición)
Envejecimiento natural de las películas de pintura
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
AspectosPinturas
aa ab al sk trTizado No No No No No
Brillo Semi mate Mate Poco brillante Semi mate Poco brillante
Arrugado No No No No NoAmpollado Nada Nada Muy poco Nada NadaCuarteado y agrietado Nada Poco Nada Nada Nada
Desprendimiento No No Si No NoAspecto general Excelente Bueno Malo Excelente Excelente
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Aspecto general de las pinturas aplicadas (20 meses de exposición)
Envejecimiento natural de las películas de pintura
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
aa
ab
al
sk
tr
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Se evaluó la permeabilidad en rodajas de hormigón de 5cm de espesor pintadas en todo su perímetro y en una rodaja sin pintar.
Permeabilidad al aire de los hormigones pintados
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Permeabilímetro Permea-TORR
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Permeabilidad al aire de los hormigones pintados
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
IdentificaciónkT1
(10-16m2)
kT2
(10-16m2)
kT3
(10-16m2)
kTprom
(10-16m2)
Esp. Pintura(mm)
n 0,63 0,53 0,55 0,57 -aa 0,48 0,40 0,64 0,51 0,038ab 0,71 0,45 0,48 0,55 0,098al 0,60 0,35 0,52 0,49 0,060sk 0,42 0,60 0,30 0,44 0,063
Resultados del ensayo de permeabilidad al aire
Permeabilidad al airekT [10-16 m2]
Calidad del Hormigón
< 0,01 Excelente0,01 - 0,1 Muy buena0,1 - 1,0 Media1,0 - 10 Pobre
> 10 Muy pobre
Criterios de clasificación para ensayo de permeabilidad al aire
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Evaluación con ultrasonido
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Se llevó a cabo cada 4 meses en las probetas de H° normal (con exposición a la intemperie -exterior-) y cada 2 meses en las de H° celular (con exposición a la intemperie -exterior- y protegidas de la intemperie -interior-),
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Evaluación con ultrasonido
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Parámetros ultrasónicos para H° normal pintado y sin pintar (exterior)
2 4 6 8 10 12 14 16 183600
3700
3800
3900
4000
4100
4200
4300
4400
4500
aa
ab
al
sk
tr
n
Li-near (n)
Tiempo (meses)
Velo
cida
d Pu
lso
Ultra
sóni
co (m
/s)
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Evaluación con ultrasonido
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Parámetros ultrasónicos para H° celular pintado y sin pintar (exterior)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 91800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
aa
ab
al
sk
tr
n
Linear (n)
Tiempo (meses)
Velo
cida
d Pu
lso
Ultra
sóni
co (m
/s)
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Evaluación con ultrasonido
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Parámetros ultrasónicos para H° celular pintado y sin pintar (interior)
0 1 2 3 4 5 61800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
aa
ab
al
sk
tr
n
Linear (n)
Tiempo (meses)
Velo
cida
d Pu
lso
Ultra
sóni
co (m
/s)
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Evaluación de carbonatación Se llevó a cabo cada 4 meses en las probetas de H° normal (con exposición a la intemperie -exterior-) y cada 2 meses en las de H° celular (con exposición a la intemperie -exterior- y protegidas de la intemperie -interior-),
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Carbonatación en probetas de H° de peso normal sin pintar (20 meses de exposición)
Carbonatación en probetas de H° celular sin pintar (10 meses de exposición)
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Evaluación de carbonatación
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Avance de la carbonatación en H° normal pintado y sin pintar (exterior)
4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
1
2
3
4
5
6
7
8
aaLinear (aa)abLinear (ab)alLinear (al)sk
Tiempo (meses)
Prof
undi
dad
de C
arbo
nata
ción
(mm
)
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Evaluación de carbonatación
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Avance de la carbonatación en H° celular pintado y sin pintar (exterior)
2 4 6 8 10 12 14 16 180
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
aa
Logarithmic (aa)
ab
Tiempo (meses)
Prof
undi
dad
de C
arbo
nata
ción
(mm
)
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Evaluación de carbonatación
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Avance de la carbonatación en H° celular pintado y sin pintar (interior)
2 4 6 8 10 120
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20aa
Logari-thmic (aa)
ab
Linear (ab)
al
Tiempo (meses)
Prof
undi
dad
de
Carb
onat
ació
n (m
m)
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Evaluación de carbonatación
METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS
Carbonatación Edad (meses)
Pinturas
aa ab al sk tr nHº Normal Exterior 20 27% 86% 32% 37% 78% 100%
Hº Celular exterior 16 0% 82% 48% 0% 39% 100%
Hº Celular interior 10 0% 83% 50% 0% 17% 100%
Evaluación de costos
Pintura Acrílica A Acrílica B Alquidálica Especial TransparenteAhorro 16% 25% 39% 1 59%
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Considerando los ensayos de permeabilidad: Los hormigones recubiertos con pinturas alquidálica, acrílica A y especial presentan
menor permeabilidad. Considerando los ensayos de carbonatación: Los hormigones recubiertos con pinturas alquidálica, acrílica A y especial presentan
menor avance del frente. Considerando los ensayos de envejecimiento: La pintura alquidálica presenta un comportamiento general “malo”.Todas las pinturas alternativas presentan un ahorro económico, en mayor o menor
medida, respecto a la pintura especial. La aplicación de pinturas convencionales es factible como barreras que
disminuyen el avance del frente de carbonatación. En base a los resultados obtenidos, es necesario poder contar con datos que se
prolonguen en el tiempo para conocer mejor las características de estas pinturas.
CONCLUSIONES
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La concreción del ensayo de permeabilidad al aire en el hormigón endurecido pintado fue posible gracias a la colaboración del Centro de Investigación y Desarrollo en Construcciones del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI – Construcciones).
La elaboración del hormigón celular fue posible gracias a la colaboración de la empresa Sika Argentina por habernos brindado una muestra del “agente espumante”.
AGRADECIMIENTOS
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