Uso de Silicatos en la Reparación de paneles de hormigón traslúcido (losas con vidrios embutidos) del Hall of Science de NY

Las pruebas de laboratorio: Recubrimientos para la matriz de hormigón prefabricado

El equipo de diseño quería utilizar un sistema de revestimiento para consolidar las superficies de los paneles. La intención del diseño era utilizar un consolidante repelente al agua compatible, que serviría para reducir la absorción de agua de los paneles y el marco de concreto circundante y por lo tanto reducir la velocidad de corrosión de las armaduras de acero en ambos elementos. Las regulaciones ambientales del estado de Nueva York restringen el contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV) limitando los consolidantes disponibles para el uso. KEIM Fixativ consolidante fue seleccionado con el fin de cumplir con estas restricciones y KEIM Ecotec fue seleccionado como un repelente de agua.

KEIM Fixativ contiene a un silicato potásico como ligante, que forma un gel de sílice insoluble que reacciona entre las partículas del agregado y el cemento. El carbonato de potasio (potasa) se configura como un subproducto de estas reacciones; es altamente soluble en agua y se lava sencillamente por la lluvia ya que no genera electrostática. El gel de sílice es insoluble, sin embargo se mantiene estable entre las partículas y sirve para consolidar las superficies del panel.

KEIM Ecotec es una pintura mineral sin solvente. Según el fabricante, el KEIM Ecotec crea un ambiente hidrofóbico que impide la penetración de la molécula de agua. Para desarrollar su repelencia al agua, Ecotec requiere un ambiente alcalino mayor que el que hay en el hormigón carbonatado en el Hall of Science. Para elevar el pH superficial de los materiales en el Hall of Science, la aplicación de Keim Fixativ se consideró un pre-tratamiento apropiado.

Pruebas de laboratorio fueron realizadas en muestras de los paneles con resultados efectivos sobre las capas seleccionadas en comparación con otros sistemas comunes de consolidación e hidrófugo. Con pruebas de microabrasión se encontró que el sistema KEIM incrementó sustancialmente la resistencia mecánica de las muestras de hormigón prefabricadas en comparación con las muestras no tratadas. Otras pruebas de absorción de agua indican que el Fixativ seguido de Ecotec, generan repelencia al agua y reducen la absorción en 90 por ciento en comparación con las muestras no tratadas. Con pruebas de absorción de agua se demostró que después de 1,000 horas de erosión acelerada, el sistema KEIM todavía redujo la tasa de absorbencia de los prefabricados de hormigón aproximadamente un 66 por ciento. La aplicación de los tratamientos KEIM no presentó alteración en el color del hormigón.

Los tratamientos de pintura mineral al silicato generalmente no penetran por debajo de la zona deteriorada; por lo tanto producen una capa superficial que resiste sin alterar las resistencias propias del hormigón subyacente. Las pruebas revelaron que más allá de los 1,5 milímetros de superficie erosionada, el concreto en los paneles que se mantuvo fuerte, cohesivo y denso. Se evaluó el potencial del Fixativ KEIM y el Ecotec KEIM para producir sales en los paneles con pruebas de conductividad, difracción de rayos (DRX) y Fluorescencia (XRF). Se analizaron cuatro muestras de los prefabricados de hormigón. Una muestra de estas se mantuvo sin tratar. Las otras tres muestras se lavaron con EnviroKlean Biowash, producido por ProSoCo, Inc. Una de las muestras lavadas se quedó sin revestir; una fue tratado con Fixativ; y una fue tratado con Fixativ y Ecotec.

Cada muestra se pesó y sumergió en agua destilada por 24 horas; la conductividad de las soluciones resultantes se midió usando un medidor de conductividad ACCUMET 50. El líquido obtenido de esta prueba era entonces filtrado y evaporado, y el polvo resultante se sometió a análisis elemental.

Todas las soluciones arrojaron baja conductividad y pH neutro, lo que sugiere que ni el eliminador de formaciones biológicas ni el consolidante ni el tratamiento hidrófugo generan cantidades significativas de sales en los prefabricados de hormigón. Casi un tercio a la mitad del material conductor encontrado en las muestras tratadas fue derivado del hidrato de sulfato de calcio (yeso) que ya existía en los paneles antes del tratamiento. El Biowash había contribuido a eliminar algunos cloruros en los paneles y se detectaron sulfatos en dos muestras tratadas con el Fixativ. El análisis sugiere que potasio en el Fixativ reaccionó con el hidrato de sulfato de calcio (yeso) presente en el hormigón formando sulfato hidratado de potasio y calcio. (singenita)pero este último no es conocido por ser perjudicial al hormigón. Por lo tanto, el tratamiento ejecutado con KEIM Fixativ no fue considerado nocivo para este proceso de reparación.

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