APLICACIÓN DEL COLLAK INVISIBLE

1.- INTRODUCCIÓN: En la confortabilidad, el mantenimiento de un buen aspecto y la conservación de los edificios y monumentos juega un papel básico el control de la capilaridad de la capa superficial.

La porosidad inherente a los materiales de construcción facilita la entrada de agua y, al actuar como una esponja, causa el empapado de la pared y la fijación del polvo y de la suciedad.

Como consecuencia se produce:

Pérdida del poder aislante del muro por absorción del agua de la lluvia y del subsuelo.

• Grietas producidas por las raíces de colonias de hongos o líquenes.
• Roturas de la piedra u hormigón causadas por el helado del agua absorbida.
• Corrosión química por los ácidos del azufre (SO₂ y SO₃) disueltos en el agua de lluvia.
• Eflorescencias salinas.
• Ensuciamiento de las fachadas.

2.- IMPERMEABILIZANTES: Desde tiempos remotos el hombre ha buscado soluciones para evitar estos problemas: Desde recubrir la parte externa con cal hasta el pintado de la fachada con pinturas impermeables a base de resinas orgánicas hay un gran número de soluciones que no han logrado resolverlos de forma eficaz ya que, o son productos poco duraderos (cal) o son demasiado impermeables y por tanto impiden que el muro «respire» facilitando la aparición de condensaciones interiores (pinturas filmógenas). Además alteran el aspecto óptico de la fachada.

3.- LAS SILICONAS EN LA PROTECCIÓN DE CONSTRUCCIONES:Hace más de 50 años empezaron a utilizarse productos a base de silicona como impregnantes de los materiales de construcción. Al inicio solamente se podían usar en materiales cerámicos no alcalinos ya que eran descompuestos por la elevada alcalinidad propia del hormigón. Actualmente se han desarrollado productos resistentes a los álcalis por lo que ya es posible tratar de forma efectiva cualquier material de construcción.

En la ilustración 1 se representa el comportamiento de una pared frente al agua de lluvia y a la transmisión del vapor de agua existente en la parte interior. Arriba, una pared sin protección, en el centro una pared hidrofugada con siliconas y abajo una pared con los poros sellados (pintada).

Al contrario de lo que ocurre con las pinturas y barnices, la hidrofugación por siliconas no se obtiene por sellado de los poros y capilares sino por la formación de una capa hidrorepelente en su superficie que, dejándolos abiertos, permiten el paso del vapor de agua pero impiden el paso de esta en estado líquido. Esta hidrorepelencia puede ser superada por la acción de una presión hidráulica alta por lo que no son adecuados para la impermeabilización de depósitos, piscinas o muros enterrados.

Todos los agentes hidrofugantes a base de silicona pueden obtenerse a partir de un alquiltriclorosilano (Ver ilustración 2). En caso de que R- sea un grupo metil (CH₃-), los productos obtenidos serán adecuados para impregnar materiales de construcción neutros o poco alcalinos. Si el grupo alquil es de cadena más larga, por ejemplo C₄H₉- o C₈H₁₇- se obtendrán hidrofugantes aptos para ser aplicados en materiales altamente alcalinos.

Básicamente podemos agruparlos siguiendo la siguiente clasificación:

• Siliconatos.
• Silanos.
• Alquilalcoxisilanos oligoméricos.
• Alquil alcoxisilanos poliméricos.
• Resinas.

Excepto las resinas, todos estos productos después de su aplicación pasan por una etapa intermedia de curado en la que se producen grupos silanol que, además de reaccionar entre ellos por condensación para producir una resina, pueden reaccionar con el substrato quedando unidos químicamente al material de construcción. Las resinas empleadas en este campo tienen grupos silanol libres que hacen esta misma función.

3.1.- SILICONATOS: Son productos salinos, solubles en agua o en una mezcla de alcohol y agua y que pueden ser diluidos en agua para su aplicación. Solo pueden utilizarse en el tratamiento de materiales muy absorbentes. Su principal campo de aplicación es la impregnación en fábrica de hormigón poroso, cerámica (ladrillos, tejas, etc.), placas de cemento amianto y también para la formación de barreras horizontales en los muros de obra contra la humedad ascendente mediante un tratamiento por inyección. La reacción que tiene lugar después de su aplicación está representada en la ilustración 3. Se subdividen en dos grupos:

a) ALCALINOS: Químicamente son sales metálicas (Me = Na o K) del ácido metilsilícico. Su acción hidrorepelente no se desarrolla hasta después de haber reaccionado con el ácido carbónico del aire. Si se aplican de forma irregular pueden producir manchas blancas debidas a la formación de capas de carbonato sódico o potásico. En la práctica se prefiere el uso de siliconatos potásicos ya que al ser el carbonato potásico menos voluminoso es menos visible en la superficie hidrofugada.

b) POLIALQUÍDICOS: Químicamente semejantes a los anteriores pero el metal está substituido por radicales alquilo (Me = CH₃- o C₃H₇-) lo que les proporciona una resistencia a los álcalis mucho más elevada. A diferencia de los metilsiliconatos, los propilsiliconatos no precisan de la presencia del aire (CO₂) para producir el efecto hidrofugante por lo que son los indicados cuando hayan de apilarse las piezas impregnadas.

3.2- SILANOS: Desde los principios de la química del silicio han sido empleados para hacer hidrorepelentes las superficies del vidrio, de fibras de vidrio, polvos minerales, etc. Principalmente son metilalcoxisilanos de bajo peso molecular (monómeros).

Se distinguen por una gran capacidad de reacción con los materiales sobre los que se aplican y una elevada profundidad de penetración debido a su pequeño volumen. Además presentan otras ventajas: Como producto residual desprenden alcohol que se evapora y no mancha al substrato (Ver ilustración 4). En aplicaciones especiales, por ejemplo sobre materiales bituminosos o poliestireno, pueden diluirse con alcohol anhidro. No es necesario que las superficies sobre las que se apliquen estén completamente secas antes de aplicarlos (Naturalmente si los poros están completamente llenos de agua el producto no podrá penetrar suficientemente).

Frente a estas ventajas se oponen los siguientes inconvenientes: La reacción de transformación requiere un cierto tiempo para completarse, si los materiales son secos y hay poca humedad atmosférica o mucho viento, pueden evaporarse antes de haber producido la reacción de transformación. Es necesario que el material sobre el que se apliquen sea alcalino: sobre materiales neutros como ladrillo, piedra natural, yeso, etc., no se desarrolla la reacción. Al no producir el efecto de "perlado" con el agua, hay peligro de que sean lavados si llueve antes de haber completado la reacción. Al ser relativamente volátiles, han de aplicarse a concentraciones elevadas y aún así en condiciones extremas de sequedad y viento puede ser insuficiente la cantidad de producto que llega a reaccionar para producir el efecto hidrofugante deseado.

Su principal campo de aplicación en la construcción es, para tipos especiales catalizados y con grupos alquilo largos, la hidrofugación de materiales muy poco absorbentes y porosos como los hormigones de alta calidad.

3.3.- ALQUILALCOXISILANOS OLIGOMÉRICOS: Son siloxanos cuya cadena está formada por pocos grupos -Si-O-. Como puede verse en la ilustración 5 la formación de la substancia hidrófuga tiene lugar mediante la humedad y en presencia de un catalizador.

Comparte con los silanos la ventaja de su pequeño tamaño lo que facilita una penetración profunda en el substrato, aplicabilidad sobre superficies algo húmedas y la posibilidad de ser disueltos en alcoholes anhidros.

En las condiciones normales de aplicación su presión de vapor es tan baja que no se evaporan por lo que pueden aplicarse a concentraciones bajas (6-8 %) ya que si las condiciones ambientales no son las adecuadas permanecen dentro del material impregnado hasta que estas sean favorables para que tenga lugar la reacción. Mediante la adición de aditivos se independiza el desarrollo de la reacción de la composición del material de construcción y también puede obtenerse un buen efecto hidrofugante a las 4 ó 5 horas de su aplicación.

3.4.- ALQUILALCOXISILANOS POLIMÉRICOS: Se diferencian de los anteriores en que su cadena principal está formada por muchos grupos -Si-O-, lo que tiene como consecuencia un tamaño de molécula muy superior y por tanto un poder de penetración inferior. Su comportamiento es similar al de las resinas de silicona con la desventaja de que si no están convenientemente catalizados permanecen pegajosos durante largo tiempo pudiendo provocar el ensuciamiento de las fachadas. Ver ilustración 6.

3.5.- RESINAS DE SILICONA: Se suministran disueltas en disolventes orgánicos, en forma de dispersiones o contenidas en un portador en polvo.

Al evaporarse el disolvente se obtiene un efecto perlante intenso y de larga duración por lo que superan a todos los otros medios de hidrofugación. Se suelen utilizar resinas con un peso molecular comprendido entre 2000 y 3000. Este peso molecular es muy bajo en comparación con el de las resinas orgánicas lo que les proporciona una mayor penetración. Además poseen grupos silanol (Si-OH) libres que pueden reaccionar con otros grupos reactivos de la superficie del substrato formando una unión química o reaccionar entre sí por condensación, aumentando el tamaño de las moléculas. Ver ilustración 7 (Los símbolos # representan grupos Si-O que forman la estructura tridimensional).

Su efecto hidrofugante tiene lugar inmediatamente después de la evaporación del disolvente presentando un gran efecto perlante: 4 ó 5 horas después de su aplicación ya son insensibles a eventuales lluvias.

A principios de los años 70 aparecieron resinas de silicona con grupos alquil (R-) largos lo que permitió la hidrofugación de materiales de construcción altamente alcalinos. Estos tipos forman el grupo de hidrofugantes de mejores características.

Debido a las excelentes propiedades de estos compuestos y a la gran facilidad de su uso, para la hidrofugación de fachadas COLLAK, S.A. ha formulado, a base de una mezcla de resinas de silicona, el producto COLLAK INVISIBLE que combina un elevado poder de penetración con una elevada resistencia a los álcalis junto con un intenso efecto perlante y larga duración una vez aplicado.

En su aplicación es muy importante tener en cuenta que las superficies sobre las que se aplique han de estar completamente secas. Puede aplicarse cuantas veces sea necesario sobre superficies ya impregnadas debido a que las resinas depositadas no tienen ningún efecto repelente frente a los disolventes que incorpora.

4.- EFECTIVIDAD: El sencillo ensayo descrito a continuación permite determinar la efectividad y la resistencia alcalina de un hidrofugante: Se sumergen unas probetas de hormigón, previamente pesadas, durante un minuto en el líquido hidrofugante. Se dejan secar durante 8 días a temperatura ambiente y a continuación se introducen en una solución de hidróxido potásico al 10 %. La absorción de agua se determina por pesada expresándose en porcentaje sobre el peso inicial en seco. En la tabla I se representan los resultados obtenidos con varios líquidos hidrofugantes:

De los valores contenidos en esta tabla pueden obtenerse las conclusiones siguientes:

1. Los silanos metílicos no producen efecto alguno.
2. El efecto hidrofugante aumenta con la longitud de los grupos alquil empleados (R-).
3. La acción hidrofugante de las siliconas metílicas es eliminada por la alcalinidad del substrato.
4. Las siliconas del tipo fenil o metilfenil no tienen buena resistencia a la alcalinidad.
5. La efectividad del agente hidrofugante es mayor cuanto mayor sea el tamaño de las moléculas del producto aplicado.

5.- EFLORESCENCIAS: El agua que asciende por capilaridad a través de los muros que están en contacto con el suelo lleva disueltas una gran cantidad de sales. Estas sales pueden provenir tanto de las substancias solubles que encuentra durante su recorrido subterráneo como de la disolución de materiales de construcción del propio muro (cal, yeso, etc).

Cuando llega a una zona del muro aireada, el agua se evapora en la superficie dejando depositadas las sales que lleva disueltas formando las llamadas eflorescencias.

Mediante el empleo de COLLAK INVISIBLE se elimina la capilaridad sin obturar los poros por lo que el agua contenida en el muro se evapora evitando que las sales que lleva disueltas salgan al exterior. En la ilustración 8 se representa el efecto de la hidrofugación en un muro comparado con una pared sin tratar y otra pintada.

6.- APLICACIÓN DE COLLAK INVISIBLE: El muro sobre el que se deba aplicar debe estar limpio, exento de restos de pinturas, grasa etc. y estar prácticamente secos que impidan su correcta impregnación. Las grietas importantes deben ser obturadas con mortero o un sellante adecuado según el caso COLLAK A-20 ó S-12. Si existen desconchados o zonas sueltas deben repararse previamente. Los vidrios y marcos de ventanas se protegerán convenientemente para evitar su manchado.

La aplicación se realizará mediante rodillo o pistola "airless" procurando empapar bien la pared. Es conveniente aplicar COLLAK INVISIBLE hasta que forme "cortina", es decir, que resbale libremente por la pared. Aplicar una segunda mano como medida de seguridad.

No es aconsejable aplicar este producto a brocha ya que la aplicación suele ser muy irregular y por tanto es posible dejar zonas con poca protección.