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Protección de estructuras de hormigón mediante revestimientos

Revestimiento de suelo de resina epoxi líquida

Un revestimiento constituye una barrera que impide el paso y el acceso de los agentes agresivos exteriores en el hormigón. Se trata de capas finas, de unas micras hasta 3 mm de espesor, de diferentes productos, que pueden ser pinturas o micromorteros de diferentes composiciones químicas. Los agentes agresivos de los que el revestimiento debe realizar una protección son, entre otros, los siguientes:

  • El agua, por lo que el revestimiento debe ser impermeable
  • Líquidos agresivos, por lo que el revestimiento debe ser resistente químicamente
  • Cloruros y otros iones, que normalmente vienen disueltos en agua
  • Dióxido de carbono, por lo que el revestimiento debe ser una barrera a dicho gas

 

Se utilizan como revestimiento productos diferentes según el tipo de protección que se quiera realizar. Los productos más habituales son las resinas epoxi, las resinas de brea-epoxi, las emulsiones bituminosas, las pinturas acrílicas, las impregnaciones de siloxanos, los micromorteros de cementos y los micromorteros de epoxi-cemento.

Resinas epoxi

La resina epoxi constituye un revestimiento formado por dos componentes termoendurecibles.  Son muy interesantes como revestimiento del hormigón porque presentan una gran adherencia, buenas resistencias mecánicas, magnífica resistencia química, elevada impermeabilidad a líquidos y gases y una buena resistencia a la abrasión y a los golpes. Las resinas epoxi puras presentan las mejores características, pero debido a la dificultad existente en su aplicación por la elevada viscosidad, se emulsionan con agua o se disuelven con disolventes orgánicos.

Resinas de brea-epoxi

La unión de la brea -que es un producto dúctil y elástico-, con la resina epoxi -que presenta una excesiva rigidez-, produce un revestimiento de mayor flexibilidad y menor coste que la  resina epoxi, si bien con unas características menores en cuanto a la resistencia química y mecánica. Así y todo, resulta un producto adecuado para determinados usos.

Pinturas bituminosas

Las emulsiones bituminosas se componen de betún asfáltico, agua y un agente emulsionante. Son pinturas que se pueden aplicar a brocha, rodillo o proyección mecánica. Estos productos se caracterizan por su gran impermeabilidad al agua, su facilidad de aplicación y colocación, su buen comportamiento en contacto con el terreno y su bajo coste.

Pinturas acrílicas

Se trata de resinas acrílicas emulsionadas en agua o con disolventes orgánicos a fin de mejorar su fluidez y aplicabilidad. Se trata de unas pinturas que se suelen utilizar para evitar la carbonatación del hormigón. Entre sus características principales destaca su excelente impermeabilidad tanto al agua, al dióxido de carbono y a los cloruros, su buen aspecto estético y su permeabilidad al vapor de agua.

Impregnaciones a base de siloxanos

Son impregnaciones que, sin llegar a formar una película continua, se introducen en los poros del hormigón e impiden la entrada de las gotas de agua al cambiar su tensión superficial. Este carácter hidrófugo hacen a estas impregnaciones adecuadas para proteger al hormigón de los ataques por cloruros, pues éstos viajan disueltos en el agua.

Micromorteros de cemento

Son mezclas de cemento, arena fina y resinas sintéticas (normalmente acrílicas). Forman un revestimiento de 2-3 mm impermeables y con una buena resistencia a la abrasión. Dejan una superficie muy cerrada y adecuada para una posterior aplicación de otra pintura de revestimiento. Son adecuados estos revestimientos para hormigones que puedan estar sumergidos de forma no permanente, incluso en entornos donde ataquen los cloruros.

Micromorteros de epoxi-cemento

Son como los anteriores, pero sustituyendo las resinas acrílicas por resinas epoxi. En este caso, además de aditivo, las resinas epoxi actúan como ligante junto al cemento. Ello permite una gran impermeabilidad y resistencia mecánica, y unas resistencias químicas aceptables. Para un ataque químico medio suele bastar una capa de 2 mm. Además, también son recomendables en combinación con posteriores aplicaciones de pinturas de resinas epoxi.

 

El revestimiento con hormigón bombeado de los túneles

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Figura 1. http://www.rubricatuneles.com/t%C3%BAnel-motril

El revestimiento de un túnel constituye una estructura en contacto directo con la cavidad o con el sostenimiento previamente colocado. Esta estructura se coloca por motivos resistentes, para asegurar la impermeabilización, por razones estéticas de acabado o por razones funcionales, cuando lo que se quiere es mejorar la ventilación, la iluminación o la capacidad hidráulica. Si bien los revestimientos pueden realizarse con dovelas prefabricadas o utilizar revestimientos ornamentales sin función resistente, en este artículo comentaremos algunas ideas básicas sobre el revestimiento realizado con hormigón bombeado.

Lo primero que hay que decir es que el revestimiento no es necesario en algunos túneles que, por sus características, se mantienen estables durante muchos años. En otras ocasiones, cuando se va a excavar la sección, se puede realizar el revestimiento con un hormigón bombeado más o menos denso en función de las características geotécnicas, hasta conseguir un equilibrio tensión-deformación entre el propio terreno y el sostenimiento.

El revestimiento de los túneles se suele efectuar con hormigón en masa, aunque en casos especiales se pueden utilizar armaduras. Así, por ejemplo, al atravesar terrenos expansivos, zonas de falla o cuando se quieren asegurar determinadas juntas, como la de zapatas y contrabóveda, se puede emplear hormigón armado. Sin embargo, este tipo de estructura complica la ejecución.

En los terrenos de buena calidad, el hormigonado se puede realizar a plena sección una vez terminada la excavación. Con terrenos de peor calidad o cuando la sección es muy grande, primero se excava y luego se hormigona la bóveda por bataches, y después los hastiales y, por último, la contrabóveda. Cuando el terreno empeora, se debe hormigonar el avance cerca del frente a medida que se ejecuta la excavación, así como los hastiales y la contrabóveda, con los correspondientes decalajes. Es importante tener en cuenta que, cuando se hormigona por fases, las juntas actúan como rótulas, transmitiendo solo los esfuerzos de compresión; por tanto, si existen cargas perpendiculares, las juntas se deberían efectuar con el machihembrado correspondiente para garantizar la continuidad estructural.

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Figura 2. http://www.peri.es/

La puesta en obra del revestimiento consiste en rellenar con hormigón el espacio existente entre el encofrado y el terreno. Si la excavación y el revestimiento se realizan de forma simultánea, el revestimiento avanza de manera intermitente, al mismo ritmo que avanza la excavación. En este caso, se suelen utilizar módulos de unos 6 m, que pueden unirse entre sí y que se trasladan con un carretón manual o automotriz que debe dejar paso a los medios de excavación y desescombro. Cuando la excavación y el revestimiento son independientes, se utilizan encofrados telescópicos. En cualquier caso, los encofrados llevan ventanas distribuidas convenientemente que permitan la colocación y vibrado del hormigón.

El hormigón se transporta sobre neumáticos o sobre vía. Los medios de colocación que se utilizan son la bomba y el transportador neumático, aunque la tendencia actual se orienta hacia la utilización de la bomba. El rendimiento máximo puede ser de 50 m/día, por lo que es muy difícil superar los 1000 m/mes.

Una operación complementaria al revestimiento son las inyecciones de contacto a baja presión (inferior a 0,2 MPa), con lechada o mortero, que se usan para rellenar los huecos existentes en la roca y el hormigón próximo a la zona de contacto, y permiten sellar dicha superficie. Para ello, se perforan taladros de unos 50 mm de profundidad, con una densidad de uno cada 6 m², y una profundidad de 60-80 cm.

Os dejo a continuación algunos vídeos que os pueden ser de interés.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.