Durabilidad de los Morteros para Fábricas
De Construmatica
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Bajo este apartado englobaremos el conjunto de aspectos que inciden en la conservación de las propiedades del mortero una vez aplicado, durante su vida útil. Para este análisis debemos examinar cuales son los agentes que atentan contra la durabilidad del material, es decir, su patología. La mejor manera de prevenirlos es desde el proyecto, prescribiendo las instrucciones precisas, tomando las precauciones necesarias de compatibilidad de materiales, correcto diseño de los detalles constructivos, etc. Por otra parte, es necesario que los requisitos fijados para el mortero solicitado se ajusten a lo servido en obra. De aquí se desprende la importancia de contar con un suministrador de confianza que avale todas las especificaciones que demandamos.
Las complicaciones que tratamos son compartidas por otras aplicaciones del material, como es el caso de los revestimientos.
Heladicidad
Este agente deriva de los ciclos hielo-deshielo que pueden ocasionarse en determinadas zonas y épocas climáticas. El Documento Básico SE-F «Seguridad Estructural. Estructuras de Fábrica» del Código Técnico de la Edificación diferencia dos tipos de clases de exposición a las que puede quedar sometido un elemento constructivo: general y específica. Para caracterizar estas clases se consideran aspectos relativos al entorno pero también, en particular, se contempla el grado de humedad al que el material se expone (posición en el edificio, solución constructiva, etc.).
La intermitencia de la formación de hielo y deshielo es lo que provoca el cuadro característico de rotura final del material conocido como heladicidad. Este factor depende del grado de entrada de agua que puede alcanzar y se denomina «valor crítico de saturación de agua». Dicho valor es función del sistema de poros que existen en un material (poros abiertos, cerrados, capilares, intercomunicados, etc.) que facilitan o dificultan la entrada del agua al interior. Los problemas de heladicidad afectan a materiales con esta naturaleza (cerámicos, pétreos, hormigones, morteros, etc.). La estructura porosa del mortero depende de:
- Conglomerante (cemento, cal hidratada, mixtos).
- Aditivos.
- Relación agua/cemento.
- Grado de hidratación.
- Sistema de preparación.
- Edad del mortero.
Recomendaciones
El contenido de aire ocluido es un parámetro especialmente condicionante en el apartado de la resistencia a la helada. La existencia de pequeñas microburbujas de aire en el interior del mortero proporcionan una buena protección del material ante este agente. Estas microburbujas aparecen con la utilización de aditivos aireantes en la composición de la mezcla. El aumento del porcentaje de aire ocluido en el seno de la masa, mejora ostensiblemente el comportamiento ante los ciclos de hielo-deshielo a que están expuestas las juntas. Sin embargo, a la hora de valorar la inclusión de aire en el mortero no hay que olvidar que dotarlo de una proporción elevada minora algunas propiedades como la resistencia, la adherencia o la impermeabilidad. Recomendaciones para mejorar el comportamiento en este apartado particular son:
- Utilizar morteros industriales bien diseñados.
- Utilizar morteros poco porosos.
- Añadir aditivos hidrofugantes.
Eflorescencia
Las eflorescencias son manchas características que alteran el aspecto estético apareciendo en la superficie de algunos materiales vistos. Consisten en velos generalmente blanquecinos cuyo origen no responde a un único factor sino a un conjunto de circunstancias que en combinación genera y acentúa esta alteración de índole estética. Básicamente las eflorescencias resultan de la precipitación y posterior cristalización de ciertas sales solubles en agua cuando el líquido se evapora. El origen de este fenómeno puede proceder no sólo de los materiales constructivos (pétreos, cerámicos, mortero, bloques de hormigón,…) sino de otros materiales que estén en contacto con el propio terreno aumentando el contenido de sales solubles.
Además de la presencia de estos componentes se requieren otros factores para la formación de las eflorescencias que radican en la suficiente cantidad de agua y en su movimiento. El agua disuelve las sales con los orígenes antes mencionados y las transporta hasta la cara externa de los materiales. Una vez allí se evapora y las sales se precipitan en la superficie causando cristalizaciones que aparecen como manchas pulverulentas.
La formación de eflorescencias requiere, por tanto, la incidencia de tres factores:
*Existencia de un cierto nivel de humedad.
*Presencia de sales solubles.
*Porosidad del material en la entrada y arrastre de sales hasta su superficie.
Humedad
La humedad puede provenir del propio proceso de ejecución, es decir, del agua de amasado, de la humectación de las unidades de fábrica, etc. Lógicamente dado que dicha agua es imprescindible, para evitar eflorescencias es preciso que el elemento construido haya evaporado la humedad sobrante y se encuentre totalmente seco si se va a revestir. Este caso de eflorescencia suele corresponder a las obras recién acabadas.
Otra fuente de humedad se fundamenta en el tránsito capilar del agua por los materiales porosos desde zonas en contacto con ésta (terreno, terrazas, salientes que la acumulen, etc.). En los muros en contacto con el terreno, el agua puede ascender por la estructura capilar de los materiales a varias plantas.
También el agua de lluvia al incidir sobre la fábrica puede infiltrarse penetrando hacia el interior de un cerramiento. Este fenómeno sucede si se combina con viento que produzca la presión suficiente para introducir la humedad en los capilares del material. El agua, que finalmente vuelve a salir al exterior, se convierte en el medio de arrastre de las sales que puedan existir.
Sales
Los materiales susceptibles de padecer eflorescencia son los de naturaleza porosa, capaces de albergar sustancias que transitan hacia su cara exterior por las fuentes de humedad comentadas. Las formas más considerables de estas alteraciones responden a sales alcalinas. Son características en la formación de eflorescencia los sulfatos (cálcicos, magnésicos, potásicos y sódicos) y el carbonato cálcico, y toda sal que por reacción con otras sustancias resulte soluble en agua.
En el caso de los morteros pueden presentarse algunos de estos agentes en la composición del cemento, de los áridos, de la cal hidratada y en ocasiones de los aditivos que con una limpieza al finalizar la obra desaparecen fácilmente.
Material
Cuantitativamente el alcance de las eflorescencias no solo depende del volumen de las sales existentes sino de su transmisión por la receptividad y flujo a través del material arrastradas por el agua. Los morteros muy porosos, con un alto índice de absorción, facilitarán la entrada y el arrastre de las sustancias catalizando su transporte hasta la superficie. La mayor o menor presión hidrostática de la humedad sobre el material en función de su origen condiciona, también significativamente, el proceso absorbente y consecuentemente el alcance de la lesión.
Recomendaciones
Para atajar las causas productoras de eflorescencias debemos considerar muy diversos factores que podríamos englobar en dos grandes grupos:
- Respecto a la humedad:
- Proyecto
- Colocar barreras antihumedad en el arranque de los muros o cerramientos para impedir la ascensión capilar.
- Si el muro está en contacto con el terreno, disponer una impermeabilización del trasdós, que inhiba el flujo de sales desde el propio terreno.
- Diseñar los elementos constructivos de circulación o caída de agua evitando el traspaso de ésta a la fábrica. Especial cuidado de detalle requieren, en este sentido, canalones, alfeizares, o albardillas, que deben proveerse de goterones, asegurar un vuelo suficiente, etc.
- En caso de cerramientos con cámara es preferible proyectar el aislante sobre la hoja interna. Al proyectarlo sobre la externa, la evaporación del agua siempre se realiza por la cara vista, desplazando las sales en esa dirección.
- Ejecución
- Proteger las fábricas inacabadas de la lluvia durante su ejecución. La absorción de humedad tiende a catalizar la disolución de las sales del mortero dispuesto que posteriormente, al evaporarse el agua, se precipitarán al exterior.
- Colmatar bien las juntas evitando oquedades –especialmente frecuentes en las llagas– que abran vías de penetración del agua. Se evita así la disolución de las posibles sales internas y su arrastre hacia el exterior.
- En las cubiertas no terminadas evitar que se estanque agua de lluvia, ya que si hay presencia de fábricas los ladrillos o bloques pueden absorberla.
Respecto al contenido en sales:
No es posible siempre eliminar el contenido en sales si éstas provienen del material, pues para extraerlas provocaríamos más eflorescencias en las juntas. En el proyecto puede exigirse una composición conforme a:
- Aguas potables o carentes de sustancias, evitar aguas salobres o marinas.
- Cementos con bajo contenido en álcalis o cementos blancos.
- Áridos no eflorescibles. Especialmente eflorescentes pueden ser las arenas de áreas marinas o salobres de origen no conocido o ensuciadas en el propio tajo al elaborar morteros in situ.
Dadas estas exigencias compositivas, una opción recomendable es prescribir morteros industriales secos no eflorescibles cuyos compuestos, mezcla y experiencia de uso avalan un bajo contenido en sales solubles.
En general, la experiencia denota que en las regiones especialmente lluviosas son más propicias las posibilidades de generarse eflorescencias. En las zonas secas y áridas las fábricas afectadas son menos frecuentes, si atendemos a la fuente de humedad pluvial.
Criptoflorescencias
Si en el proceso anterior las sales no llegan a ser arrastradas hasta la superficie y quedan ocultas, se determinan criptoflorescencias. Las sales próximas a la cara externa pueden irse depositando hasta un volumen que presione la estructura interna del material. Si se supera su tensión admisible se generan abombamientos aparentes y desconchamientos que lesionan el muro.
Las criptoflorescencias son proclives en materiales afectados por sales muy solubles que cristalizan antes de alcanzar la cara superficial. Al cristalizar se forman sustancias pulverulentas y de escasa adherencia así como su dilatación, que tensiona las capas últimas del material cuya finura no puede contener el desprendimiento final en la superficie.
Alteraciones químicas
Acción de iones sulfato
Los iones sulfato procedentes de sales solubles en agua o derivados de reacciones en determinadas atmósferas industriales y urbanas pueden reaccionar con algunos compuestos del mortero alterando sus propiedades. Dichos iones al entrar en contacto bajo determinadas condiciones con los aluminatos de calcio hidratado del clinker del cemento o las cales hidráulicas, producen un compuesto de naturaleza expansiva denominada ettringita que modifica la estabilidad dimensional del mortero.
La formación de la ettringita no es inmediata y requiere:
- Una cantidad suficiente de aluminatos y sulfatos solubles.
- Variación del grado de humedad.
En el primer caso, al prever una posible reacción con los iones sulfato deben prescribirse cementos resistentes a éstos (SR) con bajo contenido en aluminato de calcio.
La variación del grado de humedad es muy frecuente por acción de la gravedad, por evaporación, por ascensión capilar, etc. en el seno de la fábrica. Resulta imprescindible, por tanto, asegurar la estabilidad constructiva de la misma.
Morteros armados. Iones cloruro
Esta lesión atiende sólo a aquellos morteros que incluyan en su interior llaves, armaduras o mallazos de acero, introducidas como refuerzo en fábricas armadas para asumir posibles tracciones, flexiones, resolver trabazones, etc. Los iones cloruro procedentes de las sales solubles en agua pueden provocar la corrosión de las armaduras dispuestas en el seno del mortero. Es necesario prescribir un contenido máximo de estos iones que no deben superar el 0,1% de la masa del cemento seco empleado. Dada la dificultad de medir ese contenido en el mortero endurecido se determina en los morteros frescos. En morteros que no alberguen aceros no es necesario considerar este parámetro.
Otras alteraciones químicas
Parecido efecto a la eflorescencia pueden causar determinados agentes ambientales responsables de ataques químicos que también alteran el aspecto estético del mortero. Son el caso de interacciones de sustancias nocivas para el material existentes en la atmósfera.
El humo y las emisiones industriales con presencia de sulfuros, bajo ciertas condiciones, pueden formar cristales de sulfato cálcico en las juntas de mortero. Al llover, el agua extiende una sal blanquecina al conjunto de la fábrica. Este fenómeno se constituye en una lesión crónica en fachadas próximas a áreas industriales cuya exposición es inevitable.
Los aspectos tratados son los principales agentes que atentan contra la durabilidad de los morteros convencionales. Evitar éstas y otras deficiencias relativas a este material depende de tres directrices claves:
- Proyecto: prescripción del material apropiado.
- Recepción: control del mortero empleado, con independencia de su origen (suministrado o fabricado en obra).
- Ejecución: puesta en obra adecuada.