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 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 CABAÑA, 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

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 CO 2 Frente de Carbonatación El hormigón confiere al acero una protección físico-química.

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 x c = k * t 1/2

Se evaluaron 5 tipo de pinturas Se utilizaron 2 tipos de Hormigones Hormigón celular de espuma Hormigón normal a/c = 0,5 PinturaAcrílica AAcrílica BAlquidálicaEspecialTransparente IdentificaciónaaAbalsktr Descripción Impermeabilizante para exteriores Látex exterior Esmalte sintético Revestimiento elástico impermeable p/ext. Recubrimiento acrílico ColorBlanco Transparente Rendimiento (s/fabricante) 8-10 m 2 por kg por mano m 2 por lt por mano m 2 por lt por mano 0,15 lts por m 2 por mano m 2 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) TerminaciónSemi mateMate--- Detalles Caucho elastomérico ---Antihongo Costo($/l)39,450,943,034,626,7 Costo ($/m 2 )4,43,93,25,22,1 MATERIALES

Características de los hormigones Se evaluaron en 2 condiciones de exposición en un ambiente urbano: protegido de la intemperie (interior) a la intemperie (exterior) CaracterísticaEdadH° NormalH° Celular Asentamiento (cm)-7,0- Razón a/c-0,500,65 Resistencia (MPa)28 días24,944,94 Densidad Seca (kg/m 3 )28 días Absorción Total (%)7 meses6,8236,26 Capacidad de Succión Capilar (g/cm 2 ) 90 días4414,115114,7 Velocidad de Succión Capilar (g/m 2 *s ½ ) 90 días5,2360,87 MATERIALES

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

Ciudad de Santa Fe Invierno Verano Temperatura media: 26° C Humedad relativa: 55 % Humedad relativa. 65 % Temperatura media: 12° C Zona poco industrial Concentraciones promedio de contaminantes (mg/m 3 ) período 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 COHCNMNO 2 O3O3 PM 10 SO 2 0,8090,6950,4910,0760,0180,056

 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

Se utilizó un reloj comparador analógico milesimal (graduación: 0,001 mm) Pintura Espesor de pintura Lectura 1 (mm) Lectura 2 (mm) Lectura 3 (mm) Promedio (mm) aa0,0350,0360,0420,038 ab0,0800,1020,1130,098 al0,0640,0600,0570,060 sk0,0580,0660,0650,063 tr0,0140,0210,0200,018 Espesor de las películas de pintura METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS

AspectoCalificación TizadoNo se apreciaPocoMucho BrilloMuy brillanteBrillantePoco brillanteSemi-mateMate AmpolladoNadaMuy pocoPocoRegularMuchoExcesivo Cuarteado y AgrietadoNadaMuy pocoPocoRegularMuchoExcesivo DesprendimientoNoSi 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

Parámetros evaluados en envejecimiento de pinturas (20 meses de exposición) Envejecimiento natural de las películas de pintura METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Aspectos Pinturas aaabalsktr TizadoNo BrilloSemi mateMatePoco brillanteSemi matePoco brillante ArrugadoNo AmpolladoNada Muy pocoNada Cuarteado y agrietado NadaPocoNada DesprendimientoNo SiNo Aspecto generalExcelenteBuenoMaloExcelente

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

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

Permeabilidad al aire de los hormigones pintados METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Identificación kT 1 ( m 2 ) kT 2 ( m 2 ) kT 3 ( m 2 ) kT prom ( m 2 ) Esp. Pintura (mm) n0,630,530,550,57- aa0,480,400,640,510,038 ab0,710,450,480,550,098 al0,600,350,520,490,060 sk0,420,600,300,440,063 Resultados del ensayo de permeabilidad al aire Permeabilidad al aire kT [ m 2 ] Calidad del Hormigón < 0,01Excelente 0,01 - 0,1Muy buena 0,1 - 1,0Media 1,0 - 10Pobre > 10Muy pobre Criterios de clasificación para ensayo de permeabilidad al aire

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-),

Evaluación con ultrasonido METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Parámetros ultrasónicos para H° normal pintado y sin pintar (exterior)

Evaluación con ultrasonido METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Parámetros ultrasónicos para H° celular pintado y sin pintar (exterior)

Evaluación con ultrasonido METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Parámetros ultrasónicos para H° celular pintado y sin pintar (interior)

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)

Evaluación de carbonatación METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Avance de la carbonatación en H° normal pintado y sin pintar (exterior)

Evaluación de carbonatación METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Avance de la carbonatación en H° celular pintado y sin pintar (exterior)

Evaluación de carbonatación METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Avance de la carbonatación en H° celular pintado y sin pintar (interior)

Evaluación de carbonatación METODOLOGÍAS, ANÁLISIS Y RESULTADOS Carbonatación Edad (meses) Pinturas aaabalsktrn Hº 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 PinturaAcrílica AAcrílica BAlquidálicaEspecialTransparente Ahorro16%25%39%159%

 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

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