Por Derick Rainey
La construcción con elementos prefabricados de concreto (tilt-up) está en constante evolución. Uno de los cambios más recientes en nuestra industria es la práctica, ahora común, de aplicar un densificador a base de silicato inmediatamente después de terminar la losa del piso y antes de la aplicación del rompedor de adherencia. A primera vista, es una forma extremadamente eficiente de acelerar el proyecto y simplificar el proceso. Sin embargo, como con todo, hay algunas complejidades y conceptos erróneos que deben ser tomados en consideración antes de comenzar.
El propósito de este artículo es examinar esas complejidades y concepciones erróneas en lo que respecta a la aplicación de densificadores y proporcionar información al contratista, diseñador y propietario del edificio para que puedan colaborar y trazar un curso que cumpla mejor los objetivos finales del proyecto. Para tomar esas decisiones, es necesario primero comprender no solo cómo funciona cada componente de forma individual, sino también cómo funcionan en conjunto con las otras partes como un sistema.
ASTM C309 / Acabado de losa
Cuando se trata de químicos para concreto y cómo funcionan, es imperativo entender primero lo que está sucediendo con el concreto mismo, “debajo de la superficie”. La colocación y el acabado son solo el comienzo.
Tan pronto como el agua entra en contacto con el cemento Portland, comienza el proceso de hidratación. El producto de esta reacción química es el silicato de calcio hidratado, que es lo que le da al hormigón su resistencia. Aunque el proceso de reacción comienza de inmediato, ocurre constantemente hasta que uno o ambos componentes se han agotado. A menudo usamos el término “completamente curado” para referirnos al hormigón de 28 días, ya que ese es el período de tiempo necesario para que el hormigón adquiera la mayor parte de su resistencia, pero el proceso de hidratación puede continuar durante años.
Dado que el agua es un componente clave de la mezcla, ya que es necesaria para la hidratación, es muy importante controlar la pérdida de humedad por evaporación. Para lograrlo, debemos ayudar a la losa a retener la humedad, de modo que el proceso de reacción cuente con suficiente agua para alcanzar la resistencia deseada. Esto se puede lograr mediante el curado en húmedo o mediante la aplicación de un compuesto químico de curado. Ambos métodos han sido sometidos a pruebas exhaustivas y han demostrado ser eficaces para mitigar la pérdida de humedad, y ambos permiten que el concreto tenga el tiempo adecuado para curarse correctamente.
La norma ASTM C309 se desarrolló en la década de 1960 como un estándar para garantizar la efectividad de los compuestos de curado formadores de membrana. La frase “el compuesto de curado debe cumplir con la norma ASTM C309” ha sido (y sigue siendo) omnipresente en el mundo de la construcción de concreto. Sin embargo, por muy a menudo que se haga referencia a ella, es probable que muy pocas personas hayan investigado sus orígenes y estén familiarizadas con lo que realmente especifica.
La norma ASTM C309 estableció como referencia que un compuesto de curado formador de membrana, cuando se aplica a una probeta de concreto preparada específicamente, debe limitar la pérdida de humedad de dicha probeta a un máximo de 0,55 kg/m². Se determinó que esta es la cantidad máxima aceptable de pérdida de humedad que permite la hidratación adecuada del cemento y le da a la mezcla la capacidad de alcanzar su resistencia final.
Sin embargo, a los efectos de este análisis en lo que respecta a la construcción con paneles prefabricados, es importante examinar la norma ASTM C309 con mayor detenimiento y, en especial, el método de preparación de la muestra. Al igual que en todos los ensayos científicos, existe un método muy preciso y repetible, claramente definido, para la preparación de la muestra que se va a someter a ensayo. Este conjunto de normas y métodos se establece en la norma ASTM C156, que prescribe que la muestra de concreto debe acabarse a mano con una sola pasada de una llana de madera. Aunque es específico y repetible, este tipo de acabado se asemejaría más al acabado de escoba utilizado en aceras, entradas de vehículos o pavimentos exteriores, lo cual sería inadecuado para una losa de piso industrial o una base de moldeo tilt-up. Además, este tipo de acabado con llana de madera dejaría la superficie del concreto extremadamente abierta y porosa. Para limitar la pérdida de humedad a la tasa exigida por la norma ASTM C309 (0,55 kg/m²), sería necesario realizar un curado húmedo manteniendo la superficie húmeda durante un tiempo específico o utilizando un compuesto de curado formador de membrana.
Por otro lado, las losas de piso industriales que se utilizan habitualmente como bases de moldeo en sistema tilt-up han sido acabadas con un acabado extremadamente liso mediante máquinas alisadoras con cuchillas de acero. Este método de acabado, por sí mismo, va a crear una superficie significativamente más resistente a la pérdida de humedad, simplemente debido a la técnica de acabado utilizada. Esto ha sido confirmado por pruebas de laboratorio, que muestran que al acabar exactamente la misma muestra con una llana manual de acero, la capacidad de retención de humedad del concreto aumenta en aproximadamente un 20%.
¿Qué constituye una losa enlucida con llana de acero?
Un problema que se plantea en el ámbito del hormigonado de losas con el método «tilt-up» es que, actualmente, no existe en Estados Unidos ninguna norma que defina en qué consiste un acabado alisado con llana de acero. (Existe una norma europea, la CENTS 14754, que exige cinco pasadas con una llana de acero manual). Por esta razón, es difícil cuantificar, científicamente, qué es exactamente una losa alisada con llana de acero. Intentar recrear un acabado típico mediante máquinas alisadoras autopropulsadas en una muestra de concreto en un entorno de laboratorio sería todo un reto. Además, las variaciones en las técnicas de acabado entre regiones geográficas, contratistas, diseños de mezcla, etc., son prácticamente ilimitadas.
Por estas razones, es importante analizar más a fondo si un producto cumple o no con la norma ASTM C309, exactamente, y preguntarnos: “¿Qué es lo más importante de la norma ASTM C309?”. La respuesta a esa pregunta, en el contexto de los pisos industriales y las losas de hormigón, sería la retención de humedad, para que el hormigón pueda hidratarse adecuadamente y alcanzar su resistencia máxima. Controlar la pérdida de humedad a una tasa no superior a 0,55 kg/m² permite que el proceso de hidratación se produzca como debe ser, de modo que el concreto pueda curarse lenta y adecuadamente.
Tener una mayor comprensión de cómo funciona el proceso de hidratación, así como de cómo las diferentes técnicas de acabado pueden afectar el proceso de curado de la losa, nos permite tener una perspectiva más informada al analizar por qué ciertos tipos de productos se especifican para nuestros proyectos.
Densificar
Durante el proceso de hidratación, cuando el agua y el cemento reaccionan para formar silicato de calcio hidratado, se genera un subproducto denominado hidróxido de calcio. El hidróxido de calcio se conoce más comúnmente como cal y, aun siendo un subproducto, ha demostrado ser útil en otros ámbitos.
Los densificadores a base de silicato (de sodio, litio o híbridos) han sido diseñados y formulados específicamente para penetrar en la superficie más superficial del concreto a través de los capilares que deja la evaporación del vapor de agua y reaccionar con el hidróxido de calcio presente. El producto final de esta reacción es más hidrato de silicato de calcio. Como se mencionó anteriormente, el hidrato de silicato de calcio es lo que le da resistencia al concreto. Básicamente, los poros microscópicos del concreto se llenan con más concreto, creando un piso mucho más denso y resistente a la abrasión; de ahí el término “densificador”.”
El relleno o sellado de estos capilares en la superficie resulta extremadamente eficaz para frenar la pérdida de humedad. Sabiendo que una losa de piso con un acabado compacto ya es más eficiente en la retención de humedad, y entendiendo cómo los densificadores penetran y rellenan los capilares presentes, se puede comprender cómo un densificador puede actuar como un curado cuando se aplica a una losa que ha sido acabada de forma compacta con máquinas alisadoras y cuchillas de acero. Otro beneficio adicional es que, dado que los densificadores penetran en la superficie y se vuelven parte integral de ella, no es necesario eliminarlos antes de la aplicación de recubrimientos futuros, como lo requeriría un curador formador de membrana. Por estas razones, los densificadores a base de silicato han comenzado a ganar aceptación relativamente recientemente entre arquitectos, ingenieros y consultores como agentes de curado en losas de piso acabadas con llana de acero, aunque, por definición, no cumplen con los requisitos de la norma C309, ya que no forman una membrana.
La aplicación de densificadores en pisos recién acabados con llana de acero ha sido recientemente probada rigurosamente tanto en laboratorio como en obra y se ha encontrado que es efectiva como curado al ayudar a la losa con la retención de humedad. Sin embargo, los densificadores fueron diseñados originalmente como una solución al polvo de losas de concreto envejecidas y se debían aplicar a concreto completamente curado. Debido a la saturación de agua del concreto fresco y la disponibilidad limitada de hidróxido de calcio necesario para la reacción, hay un cierto compromiso en lograr las capacidades completas de resistencia a la abrasión del densificador. La reacción química que produce hidróxido de calcio es gradual y simplemente no hay tanto disponible cuando el concreto aún está verde. Por lo tanto, no se obtiene el efecto completo del densificador cuando se aplica inmediatamente después del acabado. Después de 28 días, el concreto ha alcanzado el mayor porcentaje de su resistencia y hay suficiente hidróxido de calcio disponible para reaccionar.
Eso no quiere decir que un densificador aplicado el primer día no sea efectivo; las pruebas de laboratorio muestran que, cuando se aplican al concreto recién colocado, los densificadores a base de silicato ofrecen resultados de resistencia a la abrasión que son aproximadamente el 40% de lo que serían cuando se aplican al concreto a los 28 días. Para muchas aplicaciones industriales, los ingenieros han considerado que este nivel de mejora en la resistencia a la abrasión es suficiente. Si se determina que la losa del piso necesita más protección debido al uso o al tráfico previsto, los densificadores a base de silicato también permiten la aplicación de una segunda capa (o retoque) al final del proyecto después de limpiar el piso, para acercarse a la eficacia total.
Rompe-lazos
Con este conocimiento y entendimiento sobre los densificadores a base de silicato y cómo funcionan, ahora podemos comprender mejor qué efectos puede tener su presencia en la aplicación y efectividad del rompedor de adherencias.
Un efecto que es inmediatamente aparente es la tasa de cobertura efectiva del rompedor de adherencia. Cuando el densificador sella esos capilares, está haciendo que la superficie de la losa sea significativamente menos porosa. Por lo tanto, al aplicar el rompedor de adherencia a una losa de fundición densificada, se podría esperar usar menos rompedor de adherencia, ya que hay menos poros para absorberlo, y así tener una aplicación más uniforme y efectiva. Por el contrario, un contratista que aplique demasiado rompedor de adherencia sobre una losa densificada no solo estará dispensando material innecesario, sino que también podría experimentar problemas relacionados con la sobreaplicación del rompedor de adherencia.
La mayoría de los separadores de hormigón disponibles actualmente en el mercado no se basan únicamente en la creación de una barrera entre la losa de moldeo y el hormigón del panel. Más bien, la mayoría de los separadores que se utilizan hoy en día son lo que se conoce como “químicamente reactivos”. Cuando se vierte hormigón fresco sobre una capa de separador reactivo, se produce una reacción química entre el componente reactivo del separador y el hidróxido de calcio presente en el hormigón fresco. Esta reacción crea un gel amorfo que impide que el concreto fresco entre en contacto con la losa de hormigonado. Si se aplica una cantidad excesiva de separador de unión reactivo, dicha reacción puede continuar más allá de lo necesario e impedir que el concreto de la cara del panel se consolide adecuadamente, dejando así una cara polvorienta y/o descolorida debido al retraso. Esta cara del panel indeseable podría provocar un aumento en los costos de reparación y problemas futuros con la adhesión de la pintura y la imprimación. En ocasiones, en caso de una aplicación excesiva significativa, hay tanto exceso de material que parte de él no reacciona en absoluto. Este material residual permanece en la superficie de manera muy similar a un compuesto de curado y debe eliminarse mecánicamente antes de pintar. Si bien es útil tener en cuenta las consecuencias de la aplicación excesiva en cada proyecto, dichas consecuencias se magnificarán cuando se haya aplicado un densificador debido a la porosidad reducida de la losa de hormigón.
A veces puede resultar difícil saber qué cantidad de agente separador es la adecuada y cuándo se está aplicando en exceso. Los graves problemas que surgen cuando se utiliza muy poco agente separador son bien conocidos, pero rara vez se habla de los inconvenientes que conlleva su aplicación excesiva. Si tiene alguna duda, póngase en contacto con el fabricante de su agente separador para que le recomiende las dosis de aplicación y le sugiera cómo comprobar la eficacia de su aplicación.
Además, es muy importante tener en cuenta que, si se utiliza un agente desmoldeante formulado para resistir el desgaste, la lluvia y el lavado, hay ocasiones en las que esta resistencia a la lluvia podría verse comprometida. La verificación de la integridad del agente desmoldeante sobre la losa después de cualquier episodio de lluvia debería convertirse en una práctica habitual para los equipos de obra.
Compatibilidad
Una vez tomada la decisión y de acuerdo todas las partes en proceder con la aplicación del densificador el primer día, seguida del separador de adherencia, la cuestión de mayor importancia es la compatibilidad de los productos. El contratista debe obtener, por escrito, una garantía de compatibilidad para cualquier producto químico que se vaya a utilizar junto con el desmoldeante para paneles prefabricados. No se puede subestimar la importancia de esta garantía. Dadas las responsabilidades que conlleva si se presenta un problema de adherencia de los paneles o si estos levantan partes del lecho de moldeo, la garantía de compatibilidad debe figurar en todos los expedientes del proyecto antes de la aplicación de cualquier material. También puede y debe solicitar una visita al sitio o, como mínimo, una conferencia telefónica, para discutir todos los productos químicos que se utilizarán y su secuencia de aplicación. Independientemente del desmoldante que esté utilizando, asegúrese de verificar con el departamento técnico del fabricante si pueden confirmar la compatibilidad con un densificador en particular y qué recomendaciones especiales, si las hay, pueden tener con respecto a las tasas de aplicación y las precauciones. Una vez que tenga esa información, podrá continuar con confianza en su proyecto.
Conclusión
Entonces, ¿a qué nos referimos cuando preguntamos: “¿Cuál es la mejor manera?” ¿Es la más rápida? ¿La más económica? Como ocurre con tantas preguntas en la vida, no hay una única respuesta correcta. Lo que acaba siendo la mejor manera será difícil de definir y variará de un proyecto a otro.
Hay beneficios en aplicar un densificador desde el primer día. Uno de ellos sería tener una losa limpia con la cual trabajar. La losa está más limpia el primer día de lo que jamás volverá a estar. Otro beneficio sería que el densificador proporcionará cierto nivel de protección y resistencia a la abrasión a la losa durante la construcción (incluso si no es completamente efectivo debido a la disponibilidad reducida de hidróxido de calcio). Además, como se mencionó anteriormente, se deben considerar tasas de cobertura extendidas del rompedor de adherencia; dado que el piso ha sido sellado, el rompedor de adherencia rendirá más y se aplicará de manera más uniforme.
Otra ventaja tanto para el contratista de hormigón como para el contratista general es que los últimos avances tecnológicos en densificadores a base de silicato permiten aplicarlos sin necesidad de equipos especializados ni de largos procesos de aplicación. Los contratistas de hormigón pueden aplicar fácilmente los densificadores de litio y silicato híbrido con un pulverizador y un aplicador de microfibra inmediatamente después de terminar la losa.
Las desventajas de aplicar el densificador el primer día son que, debido a la saturación del piso, la eficacia del producto no será la misma que si se aplicara sobre una superficie ya curada. Además, existe la posibilidad de que disminuya la resistencia a la lluvia y a la erosión, así como de que se aplique una cantidad excesiva debido a que la superficie de cobertura es mayor.
Recuerda usar los recursos disponibles y hacer muchas preguntas. Trabaja con los arquitectos, ingenieros, contratistas generales, consultores y fabricantes. Tener estas conversaciones antes de que comience el proyecto asegura que todos estén en la misma sintonía y avanzando en la misma dirección. Protégete a ti mismo, a tu cliente, a tu empresa y a tu proyecto obteniendo toda la información que puedas y tomando una decisión informada.
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