7/24/2019 Brochure Concreto Impermeable Latam

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Concreto Impermeable

Una mirada reciente

ISSN-0122-0594

Sika Informaciones Tcnicas

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Contenido

Antecedentes 3

Porosidad del concreto y penetracin de agua 4

Mecanismos de penetracin del agua 7

Mtodos de medicin y normas 14

Concreto impermeable, definicin y alcance 18

Aditivos para concreto impermeable 20

Sika WT-100 24

Diseo de concreto impermeable 27

Aplicaciones y comentarios 28

Referencias 31

AntecedentesLa necesidad de la sociedad actual por el agua va ms alldel propio consumo humano. La empleamos entre otras apli-caciones, para la generacin de energa elctrica, el trans-porte y el riego de cultivos. El agua es un elemento indis-pensable de desarrollo y su disponibilidad un indicador delnivel de vida de un pas. La ingeniera ha sabido aprovecharlas bondades del lquido y ha creado mquinas y estructurasque manipulan el agua de acuerdo a las necesidades. Los ri-gurosos ingenieros egipcios supieron entender el ritmo de lascrecientes del Nilo y crearon presas y canales para almacenary conducir el agua a sus extensos sembrados. Este esfuerzono es tan diferente al de los constructores holandeses quelevantaron hace pocos aos, el enorme dique de concreto yacero de Oosterschelde, con el cual dominan el nivel del maren sus costas.

Almacenar y conducir el agua, en una cantidad y a una ve-locidad determinadas, han sido materia de la ingeniera du-rante siglos. En trminos de almacenamiento y conduccin elconcreto ha sido una de las alternativas ms atractivas. Loscanales y tuberas de concreto constituyen sin duda la solu-cin ms frecuente para caudales madres de distribucin enlas ciudades modernas. Las plantas de tratamiento del lquidoson igualmente en su gran mayora, construidas en concretoy si retrocedemos an ms, las presas de cara de concreto(CFRD), las presas de gravedad o arco de concreto conven-cional o las presas de concreto compactado con rodillo (CCR)

Canal de Panam, sistema de exclusas.Miraflores 1909 - 1914

son las primeras protagonistas para retener millones de me-tros cbicos de agua.

El concreto puede contener el agua, lo hace porque su es-tructura microscpica le permite que el lquido no lo atraviesefcilmente, sin embargo no todos los concretos son capa-ces de hacerlo. En realidad los niveles de impermeabilidaddel concreto son tan amplios como los niveles de resistenciamecnica (sin que necesariamente haya una relacin directaentre estas dos propiedades). La resistencia mecnica de unConcreto Compactado con Rodillo o un Relleno Fluido frente aun Concreto de Ultra Alta Resistencia (BPR) vara en dos rde-nes de magnitud, es por ello que no se nos ocurrira construirun rascacielos (con las geometras y secciones usuales) conun Relleno Fluido. De igual forma la permeabilidad del con-creto vara tambin en dos rdenes de magnitud, tenemosconcretos cien veces ms impermeables que otros. En esterango no hemos incluido los concretos drenantes o porososque aumentaran an ms las diferencias.

En este texto nos proponemos revisar justamente la facilidadcon la que el agua entra o sale a travs del material. As mis-mo enunciar cuales son las medidas que califican un concretocomo impermeable, cuales son los parmetros y mtodosms usados en esta calificacin, revisaremos tambin algu-nas de las aplicaciones ms importantes, para terminar defi-niendo as un concreto como concreto impermeable.

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Porosidad delconcreto y penetracin de agua

El concreto se puede asimilar a un material compuesto por dos fases prin-cipales: la pasta y los agregados. La pasta est constituida por cientos demillones de agujas y placas que se enredan y entrecruzan entre s. Esta pastarodea y cubre los agregados que constituyen as una constelacin de incrus-taciones duras.

Los vacos en tal mezcla predominan como es de esperarse en la pasta y dehecho cuando se toma una rebanada de concreto extremadamente delgada,la luz pasa principalmente a travs de dicha pasta. Para entender la pene-tracin de un lquido al interior del concreto, es necesario comprender culesson los vacos presentes en el Concreto.

Los vacos en la pasta de cemento hidratado se dividen en:

Poros de gel C-S-H (espacio entre capas)

Estos vacos son los que existen dentro de la estructura propia de las agujaso placas slidas de la pasta cemento hidratado. Estamos as hablando deuna distancia que vara entre 5 a 25 Angstroms (25 x 10 -10 m). Recordemosque el tamao de un tomo de Silicio o de Calcio es de 3 y 4 respecti-

vamente, por lo tanto los vacos entre capasson los espacios que dividen las molculasde C-S-H, hidrato principal de la pasta hi-dratada.La estructura molecular del C-S-H es aunmateria de discusin. La descripcin de lageometra slido / espacio a la escala delAngstroms es aun incompleta.

La figura 1(Jennings)[1] expone justamentela modelacin de una pasta de C3S, princi-pal componente del cemento, que se va hi-dratando. El tamao de una partcula de C3S(Silicato triclcico) en caf oscuro es de cer-ca de 80.000 - 100.000 (8 a 10 micras).

Los poros de gel o distancia entre capas deC-S-H como vemos estn dentro del colorcaf claro, dentro de la estructura misma delas agujas aqu representadas como caf cla-ras. Los poros de gel ms grandes tienen un

[1] JENNINGS M.H, BULLARD J.W., THOMAS J.J. ANDRADE J.E, CHEN J.J, SCHERER G.W. Characteri zation and Modeling of Pores and Surfaces inCement Paste: Correlations to Processing an Properties

tamao de hasta 200 Angstroms (20 nm). Esta porosidad no es la responsablede la penetracin de agua, pero s de la densidad del hidrato C-S-H. Existeuna clasificacin que lleva la definicin de poros de gel hasta una separacinmxima de 4 nm (400 Angstroms) pero en realidad existe un traslapo con lasiguiente escala de vacos conocida como porosidad capilar.

Los gases pueden sin embargo penetrar con cierta facilidad los poros de gel(de hecho medimos esa porosidad usando gases). Por ejemplo el CO2respon-sable de la carbonatacin del concreto puede penetrar poros por debajo de 1nm (10 )[2]. Los poros de gel que constituyen parte del hidrato C-S-H tienenuna relacin fundamental con los fenmenos de retraccin y fluencia de lapasta y por lo tanto afectan igualmente estos dos parmetros en el concreto.

Figura 1.Modelacin Jennings et al. (Bullard and Garboczi 2006) de una pasta de cemento (C3S)

A/C =0.5 con diferentes grados de hidracin 0, 0.1 y 0.6 de arriba a abajo. En negro porosidad capilar,en caf oscuro = C

3S y en caf claro = C-S-H incluyendo los poros de gel, en azul Ca(OH)

2

Poros capilares

La porosidad capilar en la Figura 1 corresponde al color negro y es el espacioque no fue ocupado por los hidratos o componentes slidos de la pasta. Alinicio de la hidratacin los poros capilares se conectan tridimensionalmenteentre s, sin embargo a medida que la hidratacin progresa los poros capilaresquedan aislados o desconectados. Esta desconexin tiene una repercusionesmuy importantes sobre las propiedades de transporte de lquidos y gases atravs de la pasta.

La permeabilidad de la pasta de cemento hidratada est as gobernada enbuena parte por los poros capilares a partir de los 10 nm. La permeabilidadde la pasta de cemento est definida como la facilidad para fluir de una faseacuosa a travs del material bajo un gradiente de presin y est directamenterelacionada con el volumen, el tamao y la morfologa de los poros capilares.

En pastas con baja relacin Agua/Cemento donde la cantidad de slidos (hi-dratos) por unidad de volumen es alta o donde las distancias entre las part-

culas hidratadas es baja, la porosidad capilartiene un tamao que vara entre 10 nm y 50nm. En pastas o concretos de alta relacinAgua/Cemento la porosidad capilar puedeser de 3000 nma 5000 nm[3].

La porosidad capilar de hecho cuenta conuna subdivisin que define como micro po-ros aquellos que estn por debajo de las 50nm y macro poros aquellos por encima deeste valor. Los micro poros tienen una fuerteinfluencia sobre los fenmenos de retracciny fluencia, (como los poros de gel) mientrasque los macro poros capilares gobiernan laresistencia mecnica y la permeabilidad alquidos, (Tabla 1).

Aire incluido y atrapado

Dentro de la pasta de cemento siguen en escala los macro vacos que tie-nen dimensiones que van desde 10 micras hasta 30 00 micras. En este rangoaparecen el aire incluido generado gracias a aditivos incorporadores de aire(surfactantes) que permiten tener esferas estables de un tamao cercano a100 micras (0.1 mm). La figura 2 (Mehta- Monteiro) justamente expone laescala completa de distribucin de tamaos, donde aparecen igualmente ladimensin de los productos de hidratacin.

El aire atrapado debido por ejemplo a unaconsolidacin equivocada, constituye el vacode mayor tamao en la pasta o en el concreto.As el aire atrapado como el incorporado tie-nen una afectacin importante en la penetra-cin de lquidos y en la resistencia mecnicadel material.

[2] PAPADAKIS V.G., VAYENAS C.G., FARDIS M.N. (1991), Physical and Chemical Characteristics Affecting the Durability of Concrete.

[3] MEHTA. K.P., MONTEIRO. P J., Concrete: Microstruct ure, Properties, and Materials.

200 m

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NotasEstas son las clasificaciones ms comnmente mencionadas con referencia a las pastas de cemento hidratadas. Los vacos no saturables no se incluyen enla clasificacin por S. Mindess et al.

Figura 2.Escala de poros en el concreto despus de Mehta y Monteiro.

Tabla 1.

La Tabla 1, expone una sntesis de las clasificaciones de los vacos de la pasta de cemento y del c oncreto. Como puede cons-tatarse son los poros a partir de los 10 nm los que tienen la influencia ms importante sobre la penetracin de lquidos. En laclasificacin de Mindess et al, la posibilidad de penetracin de agua en la pasta de cemento comienza con los poros saturablesque corresponden a aquellos mayores a 10 nm.

0

.2

.4

.6

.8

1

.2

0.001 m1 nm

0.01 m10 nm

0.1 m100 nm

1 m1000 nm

10 m104nm

100 m105nm

1 mm105nm

10 mm107nm

X

Capas deC-S-H

Porosde gel

PorosidadCapilar

Ca (OH)2

C-S-H

Nano Slice

Humode Slice

ViscocreteMolcula Ceniza

volanteAire Incorporado

Aire Atrapado

Cabellohumano

C3S

Clula deuna planta

Espaciamientomximo de aire

incluido paradurabilidad

Mecanismos depenetracin del agua

La penetracin de fluidos como de gases dentro del concreto determina enbuena parte la durabilidad del material. En el caso particular de los lquidosestos pueden penetrar la red porosa del concreto usando principios fsicosmuy distintos como la permeabilidad, la difusin, la absorcin capilar, la con-veccin o la electromigracin.

La permeabilidadse refiere al movimiento de un lquido en presencia de ungradiente de presin como es el que tiene lugar en las estructuras de conten-cin de agua. La permeabilidad se mide sobre medios saturados. En el casodel concreto este debe estar saturado para poder medir la permeabilidad quese expresa en trminos de m 3/(m2s), es decir en m/s.

La difusincorresponde por otro lado al desplazamiento de un compuesto,in, lquido etc, a travs de un medio, debido a una agitacin aleatoria a nivelmolecular, relacionada esta, con la existencia de un gradiente de concentra-cin. La difusin se determina en general sobre concretos saturados. A travsde este medio continuo, tiene entonces lugar la difusin de una sustancia.

La absorcin capilarcorresponde al desplazamiento de un frente lquido atravs de un capilar, como consecuencia de la interaccin de las fuerzas decontacto lquido-slido. Este fenmeno de movimiento de agua tiene lugar enconcretos secos o parcialmente saturados.

La permeabilidad como la absorcin capilar dependen sobretodo del tamaode los poros mientras que la difusin depende principalmente de la interco-nexin de la red porosa[4].

La conveccin o flujo por conveccindeuna sustancia se debe a que una sustanciaes arrastrada por el movimiento de otra quela contiene.La electromigracin al igual que la per-meabilidad y la difusin se refiere al mo-vimiento de un compuesto o una sustancia(lquida en este caso) debido a la presenciade un gradiente. La diferencia o gradiente eneste caso, corresponde a una diferencia devoltaje.En el mundo de la construccin el aguapuede penetrar el concreto de acuerdo acualquiera de los mecanismos arriba men-cionados, sin embargo los fenmenos msfrecuentes y de mayor preocupacin frentea la contencin de lquidos o penetracin alinterior del material son:

a. Permeabilidad.b. Absorcin capilar.c. Difusin.

De acuerdo pero Cul es la preocupacinpor la penetracin o en el peor de los casospor el paso de agua a travs del concreto?.

[4] BUIL M., OLLIVIER J.P. (1992) Conception des btons: la structure poreuse.

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Figura 3. Esquema de una presa de enrocado y cara de concreto (CFRD).

En realidad ms all de la necesidad obvia por no perder el lquido en es-tructuras de contencin y conduccin, o impedir su entrada en lugares dondeno se desea. La penetracin de agua al interior del concreto est relacionadacon la durabilidad de la estructura misma. La penetracin de agua al interiordel concreto est directamente relacionada con el ingreso, redistribucin oprdida de sustancias que pueden ser perjudiciales o benficas al concreto,al refuerzo o a ambos elementos.

Dentro de estos casos tenemos: Transporte de sulfatos; desde fuentes externas alcanzando los aluminatos

de la pasta de cemento y generando compuestos expansivos (etringita)al interior del concreto. Los sulfatos en estado slido son prcticamenteincuos sobre la pasta de cemento. Es necesario que estn diluidos y quepenetren la red porosa y una vez en el interior estos pueden empezar areaccionar con los compuestos de la pasta de cemento hidratada, gene-rando entonces nuevos slidos que fisuran el material.

Ingreso de cloruros, diluidos en agua de mar o provenientes de otrasfuentes son transportados en agua al interior del concreto hasta alcanzar

el acero de refuerzo e inician o aceleran la corrosin del mismo. Hielo-Deshielo, el agua luego de penetrar y saturar la red capilar, pue-

de congelarse generando presiones sobre la fase slida microfisurndolaciclo a ciclo.

Lixiviacin de hidrxido de calcio y lcalis, la entrada y salida del lquidodiluye y arrastra parte de los componentes de la pasta de cemento de-bilitando el material.

Generacin del gel lcali-slice, el agua se constituye en un componenteindispensable del gel expansivo resultante de la combinacin de lcalisy el slice inestable de algunos agregados. La penetracin de agua alinterior del material aumenta las probabilidades de generacin de gel ysu volumen total. La difusin de los lcalis depende en buena parte de lacontinuidad del agua al interior del concreto.

Sustitucin del Calcio por Magnesio enagua de mar solo es posible con la pe-netracin del lquido al interior del ma-terial.

La penetracin de agua al interior del con-creto genera riesgos sobre la durabilidady funcionamiento de la estructura, inclusocuando no ha sido concebida para la con-tencin del lquido. Se puede ver la penetra-cin de agua como benfica slo en ciertoscasos como el concreto drenante (diseadojustamente como un filtro). De esta formapara la mayor parte de las aplicaciones enconstruccin de concreto reforzado, la pe-netracin del agua se califica como un pro-blema que puede comprometer el funciona-miento de la estructura.

Los fenmenos de ataque a la durabilidadde la estructura ms frecuentes estn re-lacionados ms con la penetracin por ab-sorcin capilar que con la permeabilidad.Los concretos completamente saturadosdonde gobierna la permeabilidad no dispo-nen de suficiente oxgeno. En el caso de lacorrosin por cloruro, los cloruros penetransobre todo por difusin y absorcin capilar, elhielo-deshielo igualmente implica absorcincapilar, la lixiviacin conveccin y absorcincapilar. Slo los sulfatos, el alkali y la susti-tucin de Ca por Mg tiene lugar en condicio-nes de completa saturacin.

Un concreto al que no le penetre el agua o lo haga muy superficialmente sebeneficiar justamente frente a los fenmenos arriba listados ya sea elimi-nndolos como disminuyendo su efecto.

En las estructuras de concreto destinadas a conducir o contener agua, el in-ters por tener un concreto impermeable se concentra en no perder el lquido.As mismo existen estructuras en las que se busca exactamente lo contrario,mantenerlas secas en el interior donde el agua no es deseable. De esta formaestructuras como tneles, stanos o estacionamientos rodeadas por sueloshmedos, niveles freticos o estructuras de concreto literalmente sumergidasen el mar como las plataformas Offshore, deben permanecer estancas.

El concreto en cualquiera de los dos casos, tanto para repeler c omo contenerel lquido se emplea como la barrera que impide el paso del a gua de una carade la estructura hacia la otra. Un ejemplo de los ms impresionantes de lacapacidad del concreto para impedir el paso del agua a travs de su interior loconstituyen las presas de enrocado con cara de concreto (CFRD).

En una presa de CFRD la estabilidad estructural est garantizada por la masade las rocas, gravas y arenas que constituyen su cuerpo principal (Figura 3 ).De esta forma el peso de la estructura contrarresta el empuje del agua y to-das las eventuales cargas por sismo, oleaje etc, que puedan producirse. Sinembargo la funcin de la presa es almacenar agua, contenerla. De esta formauna muy delgada placa de concreto (si se la examina proporcionalmente conla estructura entera) es la que cumple con la funcin de impedir el paso deagua. As para una presa que tendr una presin de agua de cerca de 100m de altura el espesor de la placa en la base alcanzar los 60 cm. El clculo

(1)

(2)

(3)

(4)

Permeabilidad

Si bien el fenmeno de la difusin y absorcin capilar pre-dominan en la mayor parte de las estructuras de concreto,las estructuras sometidas a gradientes de presin de aguano son infrecuentes en obras subterrneas y son las prota-gonistas en estructuras de contencin. Las estructuras su-mergidas o de contencin de lquidos, estn expuestas asal desplazamiento del lquido en su interior cuya velocidadde penetracin depende la de permeabilidad (K) del material.La permeabilidad o el paso de un caudal determinado de aguaa travs del material est definida as por la relacin de Darcy:

De esta forma el gradiente de presin puede redefinirse as:

Donde wes el peso especfico del agua.

Debido a que la velocidad del flujo es v= Q/Aentonces en laecuacin se puede expresar en trminos de velocidad (v) as:

Donde wes la viscosidad del agua. Por lo que la velocidad delagua aparente se expresa como:

del espesor de esta placa de concreto siguela expresin lineal Espesor=0,3 + 0,003 Hdonde H es la altura de presin de agua ex-presada en metros.La losa de concreto, para este ejemplo de100 m de presin de agua, va disminuyendosu espesor hasta llegar a la parte superior dela presa en apenas 30 cm. Esta placa es asla responsable de impedir el paso del agua.Proporcionalmente con el resto de la estruc-tura, esta losa es apenas un recubrimien-to en extremo delgado que como vemos,es capaz de impermeabilizar la estructura.Este concreto poco permeable requiere undiseo y unas consideraciones especialesque hacen que se le denomine concretoimpermeable. En este caso el mecanismo

de penetracin de agua sin duda es la per-meabilidad debido a la existencia del delta depresin entre la cara de la losa en contactocon el agua y la cara de la losa en contactocon el relleno granular. Examinemos un pocoen detalle el mecanismo de permeabilidad ycomo estimamos cuanta agua puede pasarde un lado al otro.

Donde Qes el caudal de un fluido de viscosidad cinemtica que atraviesa un espesor dzde seccin aparente Abajo elgradiente de presin dP. Esta expresin supone un rgimenlaminar en los poros del material.El trmino Kcorresponde a un rea y se expresa entonces enmetros cuadrados. Esta magnitud se denomina permeabilidadintrnseca y no debe confundirse con el coeficiente de per-meabilidad[5]. Este parmetro como lo seala Buil y Ollivieres una caracterstica intrnseca del material y no depende delquido utilizado para su medida.Ahora bien si el lquido en cuestin es agua, la literatura hadefinido tradicionalmente el coeficiente de permeabilidad.

De esta forma Kwse conoce como coeficiente de permeabi-lidad al agua y se expresa como m/s. El coeficiente de per-meabilidad al agua no es una propiedad intrnseca del ma-terial puesto que depende de los parmetros

wy w. Para el

ag u a a 20 C w= 104N/m3y w=10

-3N s/m2. Si Kw= K (w/

w), la permeabilidad (K)de 1 m2corresponde a un coeficiente

de permeabilidad de 107m/s.

[5] IBID, p. 57-99.

460

440

420

400

380

360340

320

(m.s.n.m.)

Seccin Mxima

2A

2B

3A

DRENSuperficie del terrenoLnea de excavacinLosa perimetral

Afirmado

Muro parapeto Presa

2B

1.321

1.321

1.41

1.401

S= 3.5%

AREN

A

GRAVA ENROCADOCARA DE CONCRETO

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Los poros importantes para la permeabilidad son aquellosporos capilares con un dimetro de al menos 120 nm y debenser continuos. Aunque otros autores (Tabla 1-IUPAC) sealanque la porosidad capilar mnima empieza con poros con undimetro mayor a 50 nm, es decir donde empiezan los ma-croporos capilares.

En realidad la generacin de un flujo dentro del concretoprovocado por la presencia de un delta de presin es fre-cuente en estructuras de contencin, as existe una extensabibliografa de estudios sobre la permeabilidad de pastas decemento, morteros y concretos. De esta forma desde la d-cada de los sesenta se identific una importante dependenciaentre la permeabilidad frente a la geometra de la red porosa.Un ejemplo de esto lo constituye la variacin del coeficientede permeabilidad al agua frente a la relacin agua/cemento.

La figura 4 expone los tempranos resultados de Powers[6]ob-

tenidos sobre pastas de cemento hidratadas, donde comparadiferentes relaciones A/C frente al coeficiente de permeabi-lidad al agua.

La variacin de la relacin agua/cemento tiene un efecto so-bre el coeficiente de permeabilidad al agua determinante conuna sensibilidad exponencial. Para comprender el impacto dela densidad de la pasta sobre la entrada de agua puede re-sultar til comparar dicha penetracin frente a la de un gas.As para una variacin de la relacin agua/cemento de 0.40 a0.70 la penetracin de CO2vara en un factor de 7, mientrasque para el mismo rango en pasta de cemento, el coeficientede permeabilidad o el mismo caudal de agua, cambia en unfactor de 120. De esta forma es posible concluir que la per-meabilidad es altamente dependiente de la geometra y delradio promedio de la red porosa, mientras que la difusin nolo es. En una pasta madura la permeabilidad al agua dependedel tamao, forma y concentracin de las partculas de gel yde si los poros capilares se han vuelto o no discontinuos [7],buena parte de estas caractersticas es definida por la re-lacin A/C.La gua Concepcin de concretos para una vida til dada[8]

desarrollada sobre la concepcin de concretos durables es-pecificados por desempeo, seala valores de permeabilidadsolo para estructuras cuya vida til es como mnimo de 50aos (K = 0.1*10-18m2).

140

120

100

80

60

40

20

00.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Agua / Cemento

CoeficientedePermeabilidad-10-14m

/s

Figura 4. Efecto de la relacin agua/cemento sobre los coeficientes depermeabilidad en pastas de cemento hidratado despus de Powers.

Tipo de concreto Coeficiente Darcy K (m/s)

Concreto de baja permeabilidad 10-12

Concreto de mediana permeabilidad 10-10a 10-12

Concreto de alta permeabilidad 10-10

Tabla 2. Clasificacin de la permeabilidad del concreto de acuerdo a la NTC 4483

Esta misma gua utiliza el parmetro de porosidad del con-creto como un valor crucial para calificar la durabilidad dela estructura. Esta caracterstica del concreto sin embargopuede estar o no relacionada con la permeabilidad.La porosidad es la relacin entre el volumen de poros sa-turables de agua con respecto al volumen total del concretoque incluye el volumen de slidos y poros saturables comono saturables. Pero los poros saturables pueden ser conti-nuos o discontinuos (ciegos), solo los poros continuos (queunen dos superficies externas en el concreto) contribuyencon la permeabilidad. De esta forma es posible contar conuna porosidad alta pero con baja permeabilidad o viceversa.Si se trata as de contener agua bajo presin es la permeabi-lidad la que debe ser medida y estimada.El coeficiente de permeabilidad conocido tambin como coefi-ciente de Darcy, ha sido utilizado para calificar concretos comopoco permeables a muy permeables. Esta clasificacin sinembargo ha sido poco usada debido a que el ensayo para de-terminar dicho coeficiente resulta de cierta forma complejo.

[6] POWERS T.C., COPELAND L.E., HAYES C., MANN H.M. (1954) Permeability of Prtland cement paste.

[7] IBID, p. 285-298.

[8] ASSOCIATION FRANAIS E DE GENIE CIVIL Conception de Btons pour une dure de vie donn des Ouvrages, Documents scienti fiques et techniques,Matrise de la durabilit vis-avis de la corrosion des armatures et de lalcali-raction. Etat de lart et Guide pur la mise en uvre dune approcheperformantielle et prdictive sur la base dindicateurs de durabilit.

As usando la expresin de Darcy (ecuacin 4), para un muro de concreto conun coeficiente de 1*10-12m/s y una cabeza de presin de agua de 50 m, alfrente de agua le costar 6 aos para atravesar un muro de 10 cm de espesor(para rgimen estacionario y el muro ya saturado).

Absorcin Capilar

La penetracin de agua al interior del concreto basado en el fenmeno deabsorcin capilar se considera como el mecanismo bsico o ms frecuente detransporte de agua en las estructuras de concreto reforzado[9].

El agua al tocar la superficie de un concreto convencional sufrir as un efectode atraccin similar al producido por una esponja. Un concreto seco de 28das de edad con una relacin agua/cemento de 0.60 luego de 3 horas decontacto con el agua (una lluvia) ya ha absorbido 2 L/m2. Si este concreto tieneuna porosidad del 15% eso significa que el agua ya ha penetrado en algunos

puntos hasta 1.2 cm.

La velocidad de penetracin por absorcin capilar en un concreto seco puedeser del orden de un milln de veces ms rpida que el del mismo volumen deagua que atraviesa el mismo concreto bajo un gradiente de presin, es decirpor permeabilidad.

Las estructuras de concreto expuestas a ciclos de humedecimiento y seca-do (lluvia, variacin de mareas, variacin de altura de niveles freticos, etc)sin duda representan un nmero mayor que aquellas que estn en contactopermanente con agua y que adems estn expuestas a una presin de aguaconstante.

Sobre la superficie de un cuerpo lquido como el agua, tiene lugar un ordena-miento molecular que se orienta en el plano horizontal debido a la gravedad ya las fuerzas atmicas entre las partculas (en el espacio el lquido flotar es-frico). Sobre esta superficie de lquido se crea entonces una tensin paralelaal plano conocida como tensin superficial.

El efecto de sbana templada que genera la tensin superficial, al contactocon un slido interacciona con las fuerzas de adherencia slido/lquido y en elcaso por ejemplo de un capilar que contiene agua, provoca que la superficiedel lquido se curve (hacia arriba o hacia abajo) formado ese menisco que noses tan familiar en tubos y capilares. Sin embargo ms impresionante an,la interaccin de estas fuerzas, hace que en la mayor parte de los casos latensin superficial provoque un movimiento ascensional del lquido venciendola gravedad.El avance de un lquido por capilaridad no est por supuesto limitado a la as-censin, en realidad la fuerza capilar se puede dar en cualquier direccin en elespacio, puede ser oblicua o descendente. Luego de unas horas de lluvia so-bre una fachada de ladrillo el agua impregna la superficie y penetra horizon-talmente por capilaridad. As los materiales porosos en contacto con lquidosestn expuestos a la penetracin de estos a travs de su red de capilares.

El fenmeno se ha intentado predecir y modelar durante mucho tiempo, hoyen da una de las formas ms aceptadas para describir el movimiento delagua en un medio poroso (concreto, roca, ladrillo, etc) es la expresin de Hall:

(5)

donde:I = profundidad de penetracin, (mm)

S = capacidad de absorcin, sortibidad,(mm/s0.5)t = tiempo, (s)Esta expresin predice as la penetracin delagua para las primeras horas de contactoentre el medio poroso y el lquido cuando elslido se encuentra inicialmente seco. As elparmetro Ses una caracterstica del mate-rial y se conoce como la Sortibidad, que des-cribe la velocidad de penetracin del fluido.

La sortibidad del concreto depende al igualque el coeficiente de permeabilidad (K), delas caractersticas geomtricas de la red po-rosa del material. Si bien el presente docu-mento se concentra en las propiedades delconcreto y la relacin entre su composiciny la penetracin del agua, es necesario se-alar que uno de los parmetros que mayorinfluencia tiene sobre la penetracin por ab-sorcin capilar es el estado de saturacin delmaterial. El avance de agua dentro de la redporosa por absorcin capilar solo es posibleen concretos, morteros o pastas no satura-das. El porcentaje de saturacin del mediojuega un papel fundamental en la velocidad yla cantidad de lquido penetrado.La figura 5 expone justamente como los va-lores de Sortibidad (aqu denominado comoAy en mm/min0.5) son drsticamente afectadospor el nivel de humedad inicial de un mismoconcreto evaluado.La absorcin capilar que predomina comomecanismo de penetracin en las estructu-ras de concreto puede atravesar en 2 4 horas,por ejemplo para un valor de Sortibidad (S)de 133 *10-4(mm/s0.5), 4 mm para un con-creto convencional.

[9] Hall, C., Water Sorptivity of Mortars and Concretes: a review.

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0.14

0.12

0.1

0.08

0.06

0.04

0.02

0

0 1 2 3 4 5 6

Contenido de humedad u(wt%)

A(

mm/min-1/2)

Figura 5. Efecto del contenido de humedad en concreto sobre el coeficiente de absorcin capilar(De Souza et al, 1998).

Es difcil que un tanque o una presa vean afectados sus niveles por prdidasde agua debidas a la absorcin capilar, sin embargo la absorcin capilar si esla responsable de la mayor parte de las humedades de viviendas y estructu-ras en contacto con suelos eventualmente hmedos.Un concreto con una matriz cerrada tendr valores de sortibidad en extremobajos que no permitirn la penetracin de agua por absorcin capilar ni si-quiera para tiempos muy prolongados.Desde el punto de vista de la construccin para vivienda y en las ciudades,el control de penetracin de agua por absorcin capilar juega un papel cru-cial en la calidad de vida de las personas. Por ello durante dcadas se hanempleado diversas tecnologas destinadas a eliminar en primeros pisos lashumedades en concreto, mortero o muros en mampostera. Estas tecnologasen su mayora se concentran en el uso de sustancias o aditivos bloqueadoresde poros que interrumpen la penetracin del lquido.

Desde el punto de vista de las obras de infraestructura la absorcin capilar hasido en general subestimada. En un muelle los pilotes y las placas que estnexpuestas a la variacin de mareas y las zonas de salpique son definitiva-mente las reas ms vulnerables frente a la corrosin del acero provocadapor la penetracin de cloruros. En estas zonas que cuentan con ciclos dehumedecimiento y secado, la penetracin de agua de mar, con los clorurosdiluidos, se hace bsicamente a travs de absorcin capilar. En estas zonasla presencia de: oxgeno suficiente (en la zona sumergida hay muy poco), delin cloruro y del agua que acta como el medio a travs del cual viajan losiones, cuenta justamente con la combinacin ideal para la corrosin. Es decirsi se pretende estudiar la facilidad con la que un concreto permitir o no lacorrosin del acero debera evaluarse su coeficiente de absorcin capilar osortibilidad mas que su permeabilidad o difusin de cloruros en un mediocomplemente saturado.

De la misma manera los fenmenos de lixi-viacin del concreto y de cristalizacin desales en la superficie del mismo estn de-finitivamente asociados a ciclos de hume-decimiento y secado gobernados por la ab-sorcin capilar.

Por supuesto la penetracin de agua porabsorcin capilar sobre una superficie deconcreto depende no solo de la composicinoriginal del material sino tambin de factoresrelacionados como la presencia de hidrofu-gantes, recubrimientos, de la orientacin delvaciado del concreto y la cara en contactocon el agua, de si fue curada o no la su-perficie y por supuesto de la presencia o node fisuras. Sin embargo el presente docu-mento se concentrar solo en los aspectosde composicin del concreto y de como unconcreto se considera de baja permeabilidado impermeable.

El concreto conocido como autoconsolidantedebe cumplir con una serie de propiedadesen estado fresco para encajar con esta de-finicin. Estas propiedades se determinan atravs de ensayos que en este caso tienenque ver con las manejabilidades libre y res-tringida, con su viscosidad y su estabilidad.

Un concreto de alta resistencia debe igualmente cumplir con un parmetromnimo de resistencia a la compresin (50 MPa o 60 MPa depende de la le-gislacin) que se determina de acuerdo a un ensayo. El concreto de retraccincompensada debe cumplir as mismo una expansin mnima bajo un ensayonormalizado. Un concreto impermeable solo podr lograr esta denominacinluego de haber superado una serie de ensayos que cumplan con unos par-metros mnimos de penetracin de agua.Es por ello que resulta importante conocer cules son los ensayos bajo los cua-les se califica un concreto como impermeable o no.

Estacionamiento libre de filtraciones

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Mtodos demedicin y normas

Determinacin de la permeabilidad

Los mtodos de presin de agua que se emplean para determinar la per-meabilidad del concreto se basan en dos principios bsicos, los mtodos deflujo constante y los mtodos de penetracin.

Ambas modalidades implican el exponer una probeta de concreto endurecidaa una columna de presin de agua por una de sus caras. En el mtodo del flujoconstante luego de un par de das el agua ha podido atravesar toda la longitudde la probeta y un flujo constante del lquido tiene lugar por la cara inferior delespcimen. Lo que se mide entonces es el caudal (Volumen de agua/tiempo)obtenido que junto con la longitud de la probeta, la presin ejercida y el rea delespcimen permiten calcular el coeficiente de Darcy.Sin embargo hoy en da muchos concretos, como aquellos que incluyen en sucomposicin adiciones minerales, impermeabilizantes o simplemente con-cretos con redes porosas muy cerradas (HPC), el agua luego de semanas nopasa a travs de la probeta. As bajo las presiones usuales de 20 m hasta130 m de columna de agua, con espesores de probetas entre 5 cm a 20 cmal agua, literalmente le resulta imposible atravesar la probeta.

El agua empieza a entrar en el concreto bajoestas condiciones de presin para concre-tos con relacin A/C cercanas a 0.40, sinembargo para A/C inferiores, esta penetra-cin no alcanza sino pocos centmetros queen muchos casos no alcanza a atravesar la

Determinacin de la profundidad de penetracin de agua.

Dispositivo de medicin de la permeabilidad del concreto.

probeta. Por esta razn para los concretos en que la penetracin de agua noalcanza a generar un flujo constante fcil de medir, se defini el procedimientode profundidad de penetracin. Se trata de una metodologa equivalente a la

de flujo constante, solo que luego de tres das se detiene el ensayo y se fa-lla lateralmente la probeta midiendo la mancha penetracin de agua. Lo quese determina as, corresponde a profundidad de penetracin de agua que seidentifica fcilmente a la vista.

Una observacin interesante corresponde a que los especmenes de concretodestinados a medir la resistencia a la compresin con muy baja relacin A/C(< 0.35), luego de 28 das de estar sumergidos en el agua de los tanques decurado al ser fallados estn completamente secos en su interior. Estos mis-mos especmenes cilndricos (10 cm de dimetro y 20 cm de altura) en el casode concretos de resistencias y A/C convencionales (A/C entre 0.75 a 0.55), alos 28 das estn completamente saturados en su interior, lo que se constataluego de ser fallados.

Si bien los dispositivos para llevar a cabo estos ensayos hoy en da se ad-quieren con facilidad en el mercado y los procedimientos estn en su mayoranormalizados, la medicin de la permeabilidad del concreto continua siendoen cierta forma, una medida muy especializada. En los laboratorios de con-creto el dispositivo para medir permeabilidad no es tan frecuente. Esto sedebe principalmente a las pocas especificaciones que existen referentes ala permeabilidad al agua del concreto. De por si el comit ACI 350 Cdi-go de Requerimientos para estructuras de concreto de ingeniera ambientalque expone los mtodos de diseo de estructuras de c oncreto reforzado paracontener lquidos o gases, dentro de su lista de lo que debe aparecer en lasmemorias de diseo, en lo que se refiere al concreto solo debera mencio-narse la resistencia a la compresin, la relacin A/C y algunas caractersticasde composicin. La resistencia a la penetracin al agua, permeabilidad o elcoeficiente de Darcy del material, ni siquiera se mencionan en este comitdonde aparecen todas las previsiones para hacer tanques de agua.

Por otro lado el comit ACI 318-08 define el ambiente categora P, como unentorno donde el agua se considera un agresor. As en el caso de mayor ex-posicin P1, debe contarse con un concreto de baja permeabilidad (Captulo4 Requerimientos de Durabilidad). Un tanque que contiene agua se consideracomo el ejemplo para la situacin P1, y donde como requisito para el con-creto solo se menciona una r esistencia mnima de 28 MPa y una r elacin A/Cmxima de 0,5. Una vez ms est ausente cualquier especificacin referentea la habilidad del agua para penetrar el concreto.

En las normas ASTM igualmente brilla por suausencia un mtodo normalizado para medirla permeabilidad al agua del concreto, es porello que EEUU para casos donde aparece es-pecificado una permeabilidad al agua dada,se emplean las normas del cuerpo de inge-nieros CRD 163 y CRD 48, bajo presionestriaxial y uniaxial respectivamente.Las especificaciones de permeabilidad apa-recen en general para estructuras con al-tos niveles de ingeniera y por lo tanto paraniveles de inversin elevados. Las presas,reactores nucleares y estructuras Offshoreson algunos de los ejemplos en los que lapermeabilidad al agua del concreto aparececon un nmero tan claro como puede serlo elde la resistencia a la compresin.En una presa de concreto compactado con

rodillo (CCR) la permeabilidad del material [10]se especifica entre 15 a 1500 m/s x 10-11,los concretos convencionales ms usados enla actualidad por su parte (A/C 0.60 a 0.7)varan su coeficiente de permeabilidad entre1 a 10 x 10-10m/s.

Figura 6.Esquema de funcionamiento de la norma EN 12390-8 de penetracin de agua.

[10] KLINER R.A., Design guidelines for Roller Compacted Concrete lift joints.

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La comunidad europea por su parte cuenta con la norma EN 12390-8 Pro-fundidad de penetracin de agua bajo presin, esta metodologa se concen-tra en medir bajo 50 m de columna de agua la profundidad de penetracin.Esta norma no determina el coeficiente de permeabilidad, como tampoco tie-ne lugar flujo alguno luego de las 72 horas que dura el ensayo. Al terminarel tiempo de exposicin del concreto a dicha presin la probeta es falladabajo tensin indirecta (mtodo brasilero) y se mide visualmente la profundi-dad mxima de la mancha de agua penetrada. Esta medida de penetracinmxima ha sido usada en diferentes especificaciones y se considera comouna medida de la calidad del concreto y de la facilidad de penetracin delagua en l.

La norma alemana DIN 1048-5 cuenta conun protocolo y condiciones similares.

Una modificacin cada vez ms usada de lanorma europea es la de aumentar la presina 100 m de columna de agua y el tiempo a96 horas y usar la ecuacin de Valenta paracalcular con la profundidad de penetracinel coeficiente de permeabilidad.

Determinacin de la absorcin capilar

En la tecnologa de concreto la absorcin capilar ha sido en cierta forma sub-estimada, de hecho, un mtodo ASTM para determinar dicha propiedad solo

fue definido en el ao 2004. As la norma ASTM C 1585 Mtodo normalizadopara la medicin de la tasa de absorcin de agua en concretos de cementohidrulico determina la velocidad con la que el agua penetra en un concretoseco. La velocidad de penetracin del agua durante las primeras horas (hastalas 6 hrs aprox.) es una, mientras que a partir de las 24 horas su comporta-miento es otro.

La norma ASTM C 1585-04 define as la tasa de absorcin inicial (Si) comola relacin entre la profundidad de penetracin y la raz cuadrada del tiempo.Este parmetro describe la penetracin del agua en el medio poroso como seexplic atrs, gracias a las fuerzas capilares en un concreto seco.En la comunidad europea la norma SIA 262 Anexo A, es la norma con la quese determina la capacidad de absorcin capilar del concreto. Este mtodocuenta con un preacondicionamiento de las probetas que considera la hu-medad inicial al interior de la misma y luego la corrige. La metodologa tieneel cuidado de secar la probeta durante 48 hrs a 50 C, esto se debe a queexiste un error muy extendido en las normas que intentan determinar la faci-lidad de penetracin de agua al interior del concreto y que tiene que ver conque secan el concreto en el horno a 105 C. El someter el concreto a estatemperatura genera microfisuraciones en la pasta y puede aumentar la po-rosidad de la misma en ms de un 10% del parmetro[11]. Es por ello que unade las dificultades ms grandes en los mtodos para determinar la absorcincapilar lo constituye el preacondicionamiento o secado inicial (y final) de losespecmenes. El ensayo SIA 262 es muy sencillo pero su desarrollo completotoma 16 das.

Las probetas cilndricas de concreto de 5 cm de dimetro luego de su secadoinicial son semisumergidas en una lmina de agua de 3 mm de espesor, du-rante 24 horas. La penetracin de agua en su interior se hace por la gananciasistemtica de peso que se registra en intervalos de tiempo dados. El resul-tado del ensayo SIA 262-Anexo A se expresa en trminos de q

wen g/(m2*h).

Existen tambin otras metodologas ten-dientes a determinar la absorcin capi-

lar ms concentradas en la superficie delmaterial que en su integralidad, una deellas cada vez ms frecuente en las espe-cificaciones corresponde al ISAT-10 (InicialSurface Absorption Test- 10 min). El ISATse constituye en un ensayo originalmentecreado para la industria de la prefabricacincon el objeto de calificar la calidad de lassuperficie de los elementos. Este mtodo seconcentra en medir sobre el concreto secoel volumen de agua penetrado a los 10 mi-nutos. El dispositivo para medir el ISAT-10es relativamente sencillo (Figura 7) y esteparmetro ha demostrado una correlacinpor encima de 0.95 con la resistencia alhielo-deshielo (penetracin de agua)[12]. Lanorma BS 1881-208 describe el mtodo deensayo aunque no aparece una clasificacinde concretos de acuerdo al resultado, sinembargo si existe una escala creada por laConcrete Societyque clasifica los concretosde acuerdo al parmetro ISAT, dicha clasifi-cacin aparece en la Tabla 3.

[11] ALIGIZAKI, K.,K., Pore structure of Cement-based materials.

[12] DHIR R.K., JONES M.R., BYARS E.A., SHAABAB I.G. (1994) Predictin g Concrete Durability from its Absorption.

Clasificacinde durabilidad

ISAT - 10(ml/m2/s*10-2)

1 50

2 51-70

3 71-90

4 91-110

5 110

Tabla 3.Clasificacin de durabilidad de acuerdo al resultado de ISAT-10

Las tcnicas que buscan comprender la cantidad, velocidad y magnitud depenetracin del agua en el concreto como vemos trascienden largamenteel simple valor de la porosidad del concreto. Dos concretos con la mismaporosidad (v.g. 13 %) pueden tener caractersticas de penetracin de aguacompletamente diferentes dependiendo del nmero de macroporos frente anmero de microporos, as como de la tortuosidad y conectividad entre ellos.Es por ello que si queremos comprender los mecanismos de penetracin deagua se debe no solo contar con un dato de vacos sino de su verdadera inte-raccin con el lquido. La geometra de la red porosa de la pasta de cementoy del concreto en general, influye en su comportamiento mecnico pero anms en la facilidad como gases y lquidos penetran el material.

La permeabilidad y la absorcin capilar estnprincipalmente influenciadas por el volumentotal de vacos, su tamao, su forma y suconectividad. Es por ello que su modelacinresulta compleja y por lo tanto su evaluacinen ensayos se constituye en la forma msrpida y econmica de entender la facilidaddel agua para penetrar en un concreto enparticular.

Figura 7.Ensayo de Absorcin capilar ISAT-10 (Initial

Surface Absorption Test-10 min) de acuerdo B5 1881

Fuente de agua

Vlvula

Entrada

Salida

Aditamentode ajuste

Volumen de agua penetrada

Piscina complejo acutico de Bogot

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Concreto impermeabledefinicin y alcance

Qu es un concreto impermeable?

Se podra pensar que un concreto impermeable es un elemento de concreto en el que una de sus caras est en contacto conun lquido (v.g agua) mientras que la cara opuesta permanece seca. Esto en realidad no es un concreto impermeable se puedetener un concreto con una permeabilidad muy alta en el que la cara opuesta a la que est en contacto con el agua permaneceseca, debido a que tiene un espesor de varias decenas de metros. Es decir un caudal nulo o muy bajo de agua puede apenasatravesar un muro delgado de concreto de baja permeabilidad o el mismo caudal obtenerse con un muro muy grueso con unconcreto de alta permeabilidad (Figura 8).

As mismo estructuras de concreto de igual geometra construidas con la misma calidad de con-creto pueden ser atravesadas o no por el agua dependiendo de la presin de esta y del rea encontacto (Figura 9).

Figura 8. Igual caudal de infiltracin para concretos de diferentes calidades y geometras.

Como vemos tanto la geometra como la presin de agua y rea en contactoson variables externas al material mismo, relacionadas con la estructura y suentorno.Cuando se define el concreto impermeable se define solo el material sin teneren consideracin los aspectos de la estructura o si habr o no agua del otrolado de la estructura.La definicin de concreto impermeable es similar a la de un concreto de altaresistencia. Es decir se define la propiedad del material como tal y no su

funcionamiento en la estructura. Un concreto de alta r esistencia es aquel quecuenta con una resistencia a la compresin superior a 60 MPa (independien-temente de su edad). Si se usa este concreto para constituir una columnacon seccin insuficiente o se la sobrecarga, esta columna fallar, sin que elconcreto haya dejado de ser de alta resistencia. Un concreto impermea-ble debera denominarse en realidad como concreto de baja permeabilidad,puesto que la definicin de impermeable podra asociarse a la definicinde irrompible. As, los concretos conocidos hoy como impermeables conespesor insuficiente o con la suficiente presin, el agua si podra atravesarlos.

Dentro del lenguaje de la construccin resultadifcil eliminar la denominacin de concretoimpermeable (irrompible), as que se la puedeadoptar con la conciencia de que se trata dela caracterstica del material y no de la es-tructura.Sika ha definido el concreto impermeable entrminos de las propiedades de transportems importantes para la penetracin de agua

arriba examinadas: la permeabilidad y la ab-sorcin capilar. As mismo resulta indispen-sable definir un parmetro que limite la for-macin de fisuras del material como lo es laretraccin. Si definiramos un ancho mximode fisura como lo hace la PCA en su manualde diseo Circular Concrete Tanks WithoutPrestressing, (max. 0.2 mm) nos estaramosrefiriendo a la estructura y no al material.

La definicin entonces del material se limitaa este y no a la estructura, as el concretoimpermeable es aquel que cumple con losrequisitos que aparecen en la Tabla 4.

Figura 9. Influencia de la presin y rea de contacto del agua sobre la filtracin para estructuras de igual geometra, constituidas por la mis ma calidad de concreto.

Tabla 4.Propiedades y valores para la obtencin de un concreto impermeable.

CRITERIOS DE DESEMPEO PARA UN CONCRETO IMPERMEABLE

Ensayo Valor Norma

Absorcin capilar (qw) 6 g/m2/h SIA 262/1 Anexo A

Penetracin de agua 30 mm EN 12390 Parte 8

Retraccin por secado 0.07 %* ASTM C 157

* 28 das de secado

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Aditivos paraconcreto impermeable

cir aditivos para contrarrestar la absorcin capilar y aditivospara detener el ingreso de agua por permeabilidad.

El comit divide para estas dos funciones los aditivos en: im-permeabilizantes hidrofbicos, bloqueadores lquidos, slidos(talcos, arcillas, bentonitas, fillers activos etc.) y materialescristalinos o que cristalizan. Igualmente considera las com-binaciones de todas estas sustancias.

Cada una de estas alternativas que pueden tener efecto o nosobre las propiedades del concreto en estado fresco o endu-recido, presentan igualmente diferentes niveles de habilidadfrente al agua al impedir penetrar el material. Este mismoreporte del ACI 212 expone algunos ejemplos de la accin delos impermeabilizantes sobre el coeficiente de permeabilidadobtenidos por el mtodo europeo modificado (Valenta). Di-chos resultados aparecen en las figuras 10 y 11.

La razn por la que se emplean los aditivos para disminuir lapermeabilidad van mucho ms all de impedir la entrada osalida de agua. Esta variedad de aditivos se emplean tambinpara impedir o disminuir la aparicin de eflorescencias, paraaminorar los riesgos de corrosin del acero, de carbonata-cin y la accin de hielo/deshielo.

Los aditivos impermeabilizantes son usados en concretosque van a estar en contacto con el agua y en aquellas es-tructuras que contienen lquidos, como tanques, estructurasenterradas, tneles, presas, puentes, muros de contencin,instalaciones de centros acuticos etc. Estas sustancias queaumentan la vida til del concreto reforzado, contribuyen aalcanzar el cometido de mantener el agua donde se ha pre-visto que permanezca o fluya.

El comit ACI 212-10 Aditivos para Concreto[13]en su ca-ptulo 15 Aditivos para reducir la permeabilidad clasificalos aditivos en dos subcategoras: aditivos para detener elagua proveniente de la lluvia, ascensin capilar etc. y aditivospara estructuras expuestas a un gradiente de presin. Es de-

[13] ACI 212.3R-10 Report on Chemical Admixtures for concrete.

Figura 11.Efecto de la adicin de un aditivo hidrofbico en un concretocon un coeficiente de permeabilidad de 1x 10 -12m/s

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0Patrn Silica Coloidal

Coef.permeabilidad10-13

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0Pat rn Hidro fbico - bloqueador de poros

Coef.permeabilidad10-12

Figura 10.Efecto de la adicin de slica coloidal en un concreto con uncoeficiente de permeabilidad de 1x 10-13m/s

Si bien las figuras anteriores exponen la accin de diferentes alternativas paradisminuir el coeficiente de permeabilidad hay que sealar que para comparar

la accin de distintos impermeabilizantes es necesario comparar el efectoa partir de patrones (concretos sin aditivo) de igual permeabilidad. El efec-to de un impermeabilizante vara con respecto a la permeabilidad inicial delconcreto patrn. Los impermeabilizantes en general son ms eficientes paraconcretos con coeficientes de permeabilidad inicial altos, a medida que elconcreto cuenta con una matriz porosa ms cerrada el efecto del imper-meabilizante se ve menos. El reporte del ACI 212.3R justamente comete esteerror al comparar porcentualmente la accin de aditivos frente a concre-tos patrn con diferencias en coeficientes de permeabilidad con un orden demagnitud.Los aditivos impermeabilizantes han sido usados tanto en concreto como enmortero durante mucho tiempo para resolver problemas relacionados conhumedades o pasos de agua.

Los aditivos Sika-1o SikaLiteson aditivos diseados para imper-meabilizar morteros y concretos (aunque se han utilizado sobre todo en mor-tero) que tienen un triple efecto sobre estos materiales:

a. Generacin de slidos que bloquean la porosidad interna de la pasta. Eneste caso reaccionan con los hidratos del cemento (CH, CSH) y generannuevos compuestos.

b. Generacin de oleatos que igualmente saturan la solucin capilar y seprecipitan dentro de la porosidad.

c. Generacin de aire. El aire interrumpe la formacin de capilares que lo-gren llegar a la superficie del concreto. Eliminando as los canales de en-trada futura del lquido.

Figura 12.Efecto del Sika-1diluido a (1:5, 1:7.5 y 1:10- Sika-1: Agua) en un morterode A/C =0.75.

Figura 13.Especmenes de mortero semisumergido cony sin Sika 1 al cabo de 4 horas de absorcin capilar.

La figura 13 muestra especmenes circularesde mortero que han sido semisumergidos enuna lmina de agua de 3 mm y al cabo de 4horas ms de la mitad de ellos han sido com-pletamente saturados por agua absorbida porascensin capilar, mientras que la otra mitadde exactamente el mismo mortero permane-cen secos puesto que contienen Sika-1(dilucin del lquido de amasado 1:10).

Un aditivo como Sika-1puede disminuiro eliminar la penetracin de agua por ab-sorcin capilar como lo demuestran los re-sultados de la figura 12 y 14, de acuerdo ala cantidad del aditivo usado. As la figura 14muestra que la velocidad de penetracin deagua para alcanzar un volumen de 2 g/m2sedisminuye en un factor de ms de 12 vecesen un mortero donde se ha usado una dilu-cin de Sika-1: Agua de 1:5 en masa.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

0.0

Absorcin(g/m2)

Tiempo de inmersin (horas)

Absorcin Sika 1(IRAM 1590) Morteros1.5 meses

Testigo (1 mes)

Sika 1 (1:5) 12.5%

Sika 1 (1:7.5) 8.8%

Sika 1 (1:10) 6.8%

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En el caso del concreto se desarroll recientemente, aditivos especiales comoel Sika WT-100, que permiten disminuir la permeabilidad hasta lograr lascondiciones de un concreto impermeable de acuerdo a la Tabla 4.

Por supuesto existen diferentes formas de hacer un concreto impermeableo mejor de baja permeabilidad. Las adiciones minerales como ceniza volan-te[14], escoria de alto horno [15], puzolanas o humo de slice[16]han demostradoque tienen un efecto de llenar y bloquear los espacios porosos de la pasta deconcreto hidratado. Eso se debe principalmente a que la velocidad de hidra-tacin del Clinker o cemento Portland es diferente al de las adiciones mine-rales, de modo que cuando estas ltimas se hidratan lo hacen dentro de unaporosidad ya creada bloquendola. Los porcentajes de adicin mineral mni-mos para tener un efecto sobre la penetracin de lquidos estn por encima

Uno de los parmetros modificados en la tecnologa del concreto para disminuir la permeabilidad del mismo es sin duda larelacin Agua/Cemento. Como se ilustra en la figura 4, desde la dcada de los cincuenta se conoce el efecto exponencial de lacalidad de la pasta sobre la penetracin de lquidos al interior del concreto. La figura 15 expone resultados recientes del efectode la relacin agua/cemento sobre la penetracin de agua de acuerdo al mtodo europeo EN 12390-8.

Figura 14.Velocidad de penetracin de un volumen dado de agua por absorcin capilar en morteros iguales que sediferencian solo por las concentraciones de Sika-1(Dilucin de lquido de amasado de 1:10, 1:7.5, 1:5 Aditi vo:Agua)

Figura 15.Relacin entre la penetracin de agua (mm) y la relacin A/C de acuerdo con la norma EN 12390-8 [17]

de un 15% del peso total del cementanteexceptuando del humo slice. Por lo tanto, sise pretende disminuir la permeabilidad conuna adicin se debe considerar la instalacinde un silo adicional en la planta y el trans-porte de estos cementantes alternativos queno siempre estn a la mano de los construc-tores. Igualmente debe considerarse que lasadiciones minerales pueden utilizarse comoreemplazo del cemento o como una masacementante adicional al cemento original ylos efectos de ambas situaciones no son losmismos.

TestigoD. 1:10D. 1:7.5D. 1:5

Tasa de penetracin del agua (g/m2/hora) para diferentes diluciones Sika 1

14

12

10

8

6

4

2

0

Velocidaddepenetracin

(g/m2/hora)*100

1.5 2 2.5Absorcin volumen de agua penetrada (g/m2)

70

60

5040

30

20

10ProfundidaddePenetra

cin(mm)

0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65

A/C

Recomendacin Sika

[14] HEDEGAARD, S. E., HANSEN T. C. (1992) Water permeabili ty of fly ash concretes Materials and Struct ures.

[15] OZYILDIRIM.C. Low permeability Concretes containing slag and silica fume.

[16] ACI 234.R Guide for the Use of Silica fume in Concrete.

[17] SCHLUMPF J., BICHER B., SCHWOON O., Sika Concrete Handbook.

[18] HERMIDA, G., HERRERA D., Efecto del aditivo Sika 100 WT.

[19] HERMIDA, G, Influence du volume de pte et de la concentration en ciment sur la performance du bton : vers le dveloppement dun bton contenuminimal en pte

De acuerdo a la figura 15 la condicin de un concreto impermeable se lo-grara con una relacin A/C inferior a 0.45 donde la penetracin de agua en elpeor de los casos sera de 30 mm. Esta relacin A/C as mismo coincide conla recomendacin europea para proteger un concreto frente a los ambientesms agresivos como aparece en la norma EN 206:2000.

Sin embargo esta relacin Agua/Cemento (0.45) est muy sobre el borde de laespecificacin de concreto impermeable (Tabla 4). Por lo que debera contarsecon un factor de seguridad que puede obtenerse disminuyendo an ms larelacin A/C o incluyendo un aditivo impermeabilizante.

Sobre esta misma figura 15 se superponen los resultados de penetracin deagua de acuerdo a la norma EN 12390-8 obtenidos en Sika, sobre concretosidnticos con y sin el impermeabilizante Sika WT-100.En la figura 16 se puede apreciar que un concreto de A/C de 0.45 sin im-permeabilizante (tringulo) sufri exactamente una penetracin de 30 mmde agua mientras que ese mismo concreto con la misma A/C, con un 2% deSika WT-100, disminuy dicha penetracin a 20 mm (cuadrado). Aho-

ra bien disminuir a 20 mm de penetracin de agua tambin puede hacersedisminuyendo la relacin A/C de 0.45 a 0.40 como lo muestra la flecha roja(Figura 16). As ambos concretos 0.40 y 0.4 5+2% de Sika WT-100tienenla misma capacidad de resistir la penetracin de agua.

Figura 16.Resultados de Penetracin de Agua vs. A/C superpuestos a resultados recientesLEM-Sika con y sin Sika WT100[18].

Conduccin de agua - Tubera en Concreto

Sin embargo existen algunas ventajas quehacen la solucin con el impermeabilizantems atractivas que disminuir simplemente larelacin A/C. Entre ellas se pueden enumerar:

Menores relaciones A/C implican en lamayor parte de los casos un incrementoen la cantidad de cementante lo que im-plica en general un aumento en el volu-men de pasta y por ello un incremento enla retraccin, es decir un aumento en elriesgo de fisuracin[19].

Es ms econmico en la mayor parte delos casos la alternativa con el imper-meabilizante.

Relaciones A/C ms bajas implican con-cretos ms viscosos difciles de bombeary transportar.

Relaciones A/C ms bajas buscandocumplir un requerimiento de penetracinde agua aumentan la resistencia muy porencima de la diseo. Lo que podra en al-gunos casos alejar la estructura real de ladiseada originalmente.

70

60

50

40

30

20

10ProfundidaddePenetracin(mm)

0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65

A/C

Recomendacin Sika

Sin Sika WT-100

Con Sika WT-100

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Muelle Carbonero en Santa Marta, Colombia

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Sika WT-100

Sika WT-100es un impermeabilizante sin cloruros que acta como unbloqueador de poros y est diseado tanto para detener la penetracin deagua por absorcin capilar como la penetracin de agua bajo presin.

Figura 17.Efecto del aditivo Sika WT-100para diferentes relaciones A/C y diferentes dosifi-caciones frente a la penetracin de agua de acuerdo con la norma EN 12390-8

La figura 17 justamente confirma lo men-cionado atrs, respecto a la importancia deevaluar el efecto de aditivos impermeabi-lizantes partiendo de concretos patrn (sinaditivo) de igual nivel de impermeabilidad.As, en este caso, el efecto de este aditi-vo se ve mas pronunciado para relacionesagua/cemento altas que para bajas o muybajas. Es por ello que el reporte del comitACI 212-3 podra estar concluyendo de ma-nera errnea cuando compara el efecto deun impermeabilizante frente a un testigo depermeabilidad dada y luego frente a un con-creto 100 veces menos permeable.

Sika WT-100en la prueba de disminu-cin de la penetracin de agua vemos quetiene una dosis a partir de la cual el efectodisminuye, en este caso dicha dosis corres-ponde al 2% del peso del cemento. A partirde dicha dosis si bien el aditivo disminuye lapenetracin, su efecto sobre la penetracinde agua es menos pronunciado.

Figura 18.Efecto del aditivo Sika WT-100para diferentes relaciones A/C y diferentes dosificacio-nes, frente a la penetracin de agua por absorcin capilar de acuerdo con la norma EN 262- Anexo A.

Figura 19. Ensayo de absorcin capilar de concreto de acuerdo con la norma SIA 262-Anexo A.

Figura 20.Efecto de Sika WT-100sobre la penetracin de agua.

Sika WT-100por su parte no muestrauna dosis de saturacin o de mxima efi-ciencia en lo que respecta al disminuir laabsorcin capilar, este efecto se obtiene demanera lineal como lo evidencia la figura 18 ,hasta las dosis evaluadas.

Un balance entre la relacin A/C y el aditivoimpermeable Sika WT-100, permite asobtener concretos impermeables que pue-den ser entre 10 a 100 veces ms resistentesa la penetracin del agua que un concretoconvencional.(A/C 0,60-0,70; sin impermeabilizante)

El uso de superplastificantes libres de cloru-ros, especialmente diseados para ser com-patibles con Sika WT-100permitirn alconcreto tener la manejabilidad suficiente(v.g Asentamiento>15 cm) para evitar tenerproblemas de compactacin durante la colo-cacin del concreto. Sikament Water-tighto Viscocrete Watertightsonlos superplastificantes ideales en la obten-cin de un concreto impermeable.

La combinacin superplastificante - imper-meabilizante se constituye as en el eje dela obtencin de un material resistente a lapenetracin del agua, dentro de su propiamasa.

Las partes de cemento impermeables son tanviscosas que obligan sin duda al uso de unsuperplastificante para garantizar la correctaconsolidacin del material y el impermeabi-lizante termina de la manera ms econmicay segura de obtener una red porosa cerrada.

Sika WT-100 bloquea los poros capila-res desde 10 nm hasta 20.000 nm (20 m).

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Retraccin y permeabilidad del concreto?Un concreto impermeable o de baja permeabilidad puede serlo en su matrizpero si existe una fisura en el elemento constituido por este concreto, habrpaso de agua. Desde el punto de vista del material existen concretos quese retraen mucho ms que otros. La retraccin en estado endurecido delconcreto conocida como retraccin por secado, depende fundamentalmentedesde el punto de vista de composicin del material de el volumen de agua [20],del volumen de pasta[21] y del tipo de cementante empleado.Es por ello que un concreto impermeable debe ser al mismo tiempo unconcreto de baja retraccin por secado.Si se sigue la metodologa ASTM C157 la retraccin se mide luego de 28 dasde curado hmedo bajo unas condiciones de secado y evaporacin especfi-cas (HR 50 %4%, 23 C2 C), las normas europeas emplean especmenesde otras dimensiones a las norteamericanas (la geometra tiene un impactomuy importante en el valor de la retraccin final) as como unas condicionesde secado distintas ( HR 70%) por lo que resulta difcil comparar los valoresabsolutos de retraccin del concreto entre las normas europeas y las de las

ASTM.De acuerdo a las normas europeas la retraccin de un concreto impermeabledebera ser inferior al 0.05% de la longitud original del espcimen, mientrasque bajo la ASTM, la cual es ms exigente en sus condiciones, dicha retraccinmxima a los 28 das de secado (56 de edad) debera ser inferior a 0.07%.

Para lograr esta condicin de retraccin serecomienda emplear un superplastificantecomo un aditivo reductor de pasta de cementoSikament Watertighto Viscocre-te Watertight como tambin un aditivoreductor de retraccin (Sika Control 40).

Justamente uno de los beneficios ms im-portantes de emplear un aditivo impermea-bilizante, ms all de simplemente reducir larelacin A/C, es el de tener un concreto conuna menor cantidad de pasta de cemento.Recordemos que en general entre menorA/C. mayor cantidad de cemento, mayor vo-lumen de pasta y entre mayor volumen depasta mayor retraccin (Ver figura 21).

Figura 21. Relacin entre el volumen de pasta y la retraccin del concreto [19].

Retraccina56das

Volumen de la pasta (L/m3

)

250%

200%

150%

100%

50%

0%200 250 300 350 400 450 5000

Keene (1960)Hermida (2005)US Bureau Reclamation (1975)Pickett (1956)Hermida (2008)

[19] HERMIDA, G, Op. cit.

[20] BAZANT., Z., BAWEJA S., S, Creep and Shrinkage predic tion Model for analysis and Design of Concrete structures: Model B3.

[21] HERMIDA., G., GONZALEZ., J., ROMERO., A Relacin entre la composicin del concr eto frente a su retraccin en estado fresco y endurecido.

Diseo deconcreto impermeable

El concreto impermeable de baja permeabilidad que puede cumplir entonces las caractersticas que aparecen en la Tabla 4.Es un concreto que debe:a. Tener una relacin A/C inferior a 0.45b. Incluir un 2% del peso del cementante en Sika WT-100.c. Contar con una manejabilidad inicial de mnimo 15 cm (para evitar problemas de consolidacin en campo).d. Inclusin o no de un reductor de retraccin (Tipo Sika Control 40) dependiendo el valor de la retraccin obtenido.

Un ejemplo de dicho diseo aparece en la siguiente tabla:

El concreto impermeable o de baja permeabilidad se puede obtener hoy en da de una manera sencilla y econmica para elcorrecto funcionamiento de estructuras hidrulicas o en contacto con el agua.

DISEO DE MEZCLA

Criterio Valor Comentario

Agregados Diseo de mezcla Bien gradadosLimpios

Mn imo c on te nido de c ementan te 350 kg /m3 Cementante que cumpla losrequisitos de las normas

Mxima A/C - Relacin 0.45 Max. agua 160 l/m3

Manejabilidad mnima 15 Consistencia fluida

Superplastificante(HRWR / MRWR)

Sikament WatertightViscocrete Watertight

Aditivo Impermeabilizante Sika WT-100 Sika bloqueador poros

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El concreto definitivamente es capaz de detener el agua y no solo puede con-tener lquidos sino tambin gases. Los depsitos de almacenamiento de gasnatural como la plataforma Troll A son un ejemplo del nivel de estanqueidaddel concreto. En realidad un material que no deja pasar el agua no solo nospermitir resguardarnos del lquido sino tambin navegar en l.

La historia de las estructuras de concreto flotantes se remonta al siglo XIX.Durante la primera guerra mundial, catorce barcos fueron construidos enconcreto reforzado debido a la escasez de acero, uno de estos fue el U.S.SSelma de 130 m de largo. Para esta poca el concreto reforzado tambinhaba sido usado para la construccin naval a ms pequea escala en lospases escandinavos.En la segunda guerra mundial este tipo de barcos fue mucho ms comn y24 de estas embarcaciones de gran calado surcaron los ocanos mientrasque 80 barcazas ms pequeas tambin contribuyeron al abastecimiento ytransporte de tropas. La capacidad de estas naves variaron entre 3200 a140.250 toneladas[22].

Puentes temporales construidos por una sucesin de barcazas sobre las quese fijan vigas han empleado barcazas de concreto, en mltiples ocasionesde acuerdo a la Gloyd[23]. En 1940 justamente sobre el lago Washington fueconstruido un puente sobre barcazas de concreto.

Aplicaciones yComentarios

Los barcos y estructuras flotantes en con-creto siempre han estado presentes duranteel ltimo siglo, al final de la dcada de loscincuenta un nmero muy importante debarcos de concreto preesforzado fueronconstruidos en Filipinas (19 barcos entre1964 y 1966).

Remontndonos a la mitad de la dcadade 1920 ms de 70 estructuras flotantestemporales destinadas a ser tneles fueronconstruidas en los siguientes pases: EEUU,Canad, Argentina, Cuba, Reino Unido, Dina-marca, Suecia, Holanda, Blgica, Alemania,Francia, Japn y Australia [24]. Desde 1950 a1982 se han registrado aproximadamentems de 1.130 cascos de concreto, la ma-yor parte de esto corresponde a una esloracercana a los 50 m. Entre los ms grandeshay registrados 40 cascos con 110 m delongitud.

[22] MORGAN, R. G. Development of the concrete hull. Concrete Afloat.

[23] GLOYD, C. S. Concrete Floating Bridges .

[24] XIV NATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ENGINEERING, ACAPULCO (2004) OFFSHORE STRUCTURES A NEW CHALLENGE.

El reporte de Sare and Yee,[25]demostr que los costos de 19 cascos pretensados de concreto construidos en Filipinas desde1964-66 por el fabricante Lusteveco, no solo no necesitaron un muelle seco para su reparacin sino que luego de variosaos de servicio el promedio de mantenimiento anual fue mas bajo en cerca de un 66% comparado con los costos de cascosmetlicos.

Sin que hayan sido muy conocidos cascos de concreto rompen todos los das las olas del mares demostrando una resistencia a laabrasin y a la penetracin del agua que puede competir en estas circunstancias con el metal.Ms all de las estructuras flotantes de concreto las enormes plataformas de extraccin de petrleo y gas Offshore en losocanos del mundo han demostrado la increble ca pacidad del material para mantener su impermeabilidad bajo importantesniveles de presin.

Tanques de agua

Los tanques de agua de concreto de acuerdo con el comit ACI 350.1-01Tightness Testing of Environmental Engineering Concrete Structures cla-sifica estos reservorios de acuerdo a su capacidad de contencin de agua o

mejor an de acuerdo a las prdidas de agua admisibles.

En realidad este comit exige el ensayo del funcionamiento de los tanquesantes de su puesta en servicio. El comit si bien est concentrado en tanquesde concreto elevados, sobreterreno o enterrados, tambin cubre tanques enlos que se emplean otros materiales. As tanques de concreto con cubiertasde acero, aluminio, madera etc. o tanques de acero con losas de concreto, sontambin evaluados y especificados bajo este comit.

Los tanques de agua se clasifican de acuerdo al lmite mximo de prdidas devolumen de agua admisibles por da, as:

Denominacin Criterio de estanqueidad

H ST-NML Sin p rd idas me dibles

HST-025 0.025% por da

HST-050 0.050% por da

HST-075 0.075% por da

HST-100 0.100% por da

HST-VIO Inspeccin visual solamente

El ensayo de impermeabilidad de un tanque de concreto o materiales com-binados se inicia con el llenado del mismo a una velocidad que no puede sersuperior a 1,2 m/h y se lleva hasta 10 cm por debajo del nivel mximo desobrellenado. Luego y cada 24 horas se mide el nivel del agua (ojal en cuatropuntos cada 90 C de ngulo medido desde el centro del tanque). Si el tanquetiene una seccin constante en toda su altura basta con calcular la prdidade nivel del agua. En esta prueba hidrosttica (Hydrostatic Test- HST) para untanque clasificado como HST-075, la duracin del ensayo (das de medida)debe estimarse para que con la mxima tasa de prdida permitida (en estecaso 0.075% / 24 h) la c ada sea de por lo menos 10 mm.

As para un tanque cuya altura de agua es de 6.5 metros que debe ser HST-075 la duracin del ensayo o tiempo de medidas del nivel del agua se cal-culara as:

El mismo comit recomienda que el tiempode ensayo de medicin del nivel de agua nodebe ser superior a 5 das.

Por lo tanto para el tanque mencionado en elejemplo anterior (HST-075) durante dos dascomo mnimo se debe medir el nivel del aguaque no deber descender ms de (6500 mm*0.00075) 4.8 mm cada 24 hrs. Por supues-to para tanques no cubiertos la evaporaciny/o precipitacin debern medirse de maneraparalela para corregir la medida de descenso.

[25] SARE AND YEE Operational experience with pre-stressed concrete barges Concrete Afloat.

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La clasificacin HST-VIO corresponde a un examen visual dela estructura que no debe presentar filtraciones o fugas luegode 24 hrs despus de que el tanque fue llenado hasta su nivelde ensayo.Para los tanques HST-NML ninguna prdida de agua debeexceder los 3 mm en tres das.Resulta interesante como la prueba de estanqueidad encualquiera de los tipos de tanque, no es positiva si se ob-serva que las paredes externas del tanque estn hmedas osi existe una transferencia de humedad entre la cara exteriordel tanque a la superficie de una mano seca.

Los tanques de agua hacen parte de nuestro paisaje cotidia-no urbano y rural, podra pensarse que son tecnologa supe-rada y que construir un tanque de concreto (son la mayora)

para contener agua resulta sencillo. Esta imagen puede serengaosa porque cuando se examina en detalle el nmerode casos de tanques de agua con dificultades nuestra pers-pectiva hacia su diseo y construccin puede cambiar drs-ticamente. Una encuesta y estudio recientemente publicadosrevel que en Francia solo el 58% de los usuarios de tanquesde agua elevados, reservorios y tanques enterrados, estnsatisfechos con su desempeo.Entre los tanques enterrados, reservorios y tanques elevados,los que ms problemas han evidenciado con respecto a in-filtraciones son los elevados. Dentro del levantamiento de lascausas de los problemas estaba en primer lugar la fisuracin(22%) seguida por la permeabilidad de los recubrimientos oel material (12%) y la abrasin (10%).

Stanos y estructuras enterradas

En stanos y estructuras enterradas como estacionamientossubterrneos, el concreto est expuesto tanto a penetracinpor capilaridad como a penetracin por diferencias de pre-sin producidas por las aguas freticas.

Las soluciones con recubrimientos, bentonitas, membra-nas adheridas o no adheridas, as como dobles muros sonfrecuentes en la construccin. Un concreto de baja per-meabilidad complementa o reemplaza definitivamente estossistemas. Las juntas, pases de tubos o discontinuidades seconstituyen en la mayora de las ocasiones en los puntos defiltracin, sin embargo los casos de superficies hmedas sonsin duda muy frecuentes. Los niveles de impermeabilidadrequeridos en una biblioteca subterrnea o centro de cm-puto son diferentes a los requeridos en un estacionamiento ocuarto de maquinara.

El nivel de exigencia determinar el nivel de medidas de pre-caucin frente a la penetracin de agua pero en todos loscasos deber usarse un concreto de baja permeabilidad. Estodebido en parte a que arreglar una fuga puntual es hastacierta medida ms sencillo que detener un problema gene-ralizado sobre el paramento de concreto.

Filtracin de agua a travs del concreto

1. JENNINGS M.H, BULLARD J.W., THOMAS J.J. ANDRADE J.E, CHEN J.J, SCHERER G.W. (2008)Characterization and Modeling of Pores and Surfaces inCement Paste: Correlations to Processing an Properties Journal of Advanced Concrete Technology Vol. 6 No. 1, pag. 5.29 Feb.

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5. BUIL M., OLLIVIER J.P. (1992) Conception des btons: la structure poreuse La durabilit des btons. Press dcole nationale des ponts et chausses.Collection de lassociation technique de l industrie des liants hidrauliques. Sous la direction de Jacques Baron et Jean-Pierre Ollivier. pp.57-99.

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7. POWERS T.C., COPELAND L.E., HAYES C., MANN H.M. (1954) Permeability of Prtland cement paste. Journal of the American Concrete Institute, 51,November, pp. 285-298.

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10. KLINER R.A., (2003) Design guidelines for Roller Compacted Concrete lift joints Roller Compacted Concrete Dams. Ed BergaL R.J. Buil pp 486 Madrid.

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21. HERMIDA., G., GONZALEZ., J., ROMERO., A (2005) Relacin entre la composicin del concreto frente a su retraccin en estado fresco y endurecido ACI

Seccional Colombia Publicaciones Tcnicas. Vol.2.

22. MORGAN, R. G. (1977) Development of the concrete hull. Concrete Afloat, Proceedings of the conference on concrete ships and floating structuresorganized by The Concrete Society in association with the Royal Institution of Naval Architects and held in London on 3 and 4 March.

23. GLOYD, C. S. (1988) Concrete Floating Bridges. Concrete International, May.

24. XIV NATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ENGINEERING, ACAPULCO (2004) OFFSHORE STRUCTURES A NEW CHALLENGE, Knut Sandvik, Rolf Eieand Jan-Diederik Advocaat, of Aker Kvaerner Engineering & Technology AS Arnstein Godejord, Kre O.Hreid, Kolbjrn Hyland and Tor Ole Olsen, ofDr.techn.Olav Olsen a.s Norway.

25. SARE AND YEE (1977) Operational experience with pre-stressed concrete barges Concrete Afloat, Proceedings of the conference on concrete ships andfloating structures organized by The Concrete Society in association with the Royal Institution of Naval Architects and held in London on 3 and 4 March.

Referencias

Autor: Ing. Germn Hermida Ph.D.Laboratorio Ensayo de Materiales

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SI-73/02/2013

ARGENTINA

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