Piscinas

Acabados Interiores Cementicios: “HERMÉTICO” vs. “IMPERMEABLE”

El Manual Técnico del National Plasterers Council establece que el enlucido (plaster) de una piscina, cuando se mezcla, coloca y termina correctamente, debe crear el acabado decorativo deseado que sea mantenible y hermético al agua.¹

En la práctica, la hermeticidad de una piscina se logra mediante la combinación de la estructura de shotcrete o concreto y el recubrimiento interior de acabado. Aunque todas las piscinas deben ser herméticas al agua, no todas son impermeables. La humedad y el vapor de agua pueden permear a través de la estructura de la piscina; sin embargo, el agua en estado líquido no debería hacerlo.1,2,3,

Cuando se especifica, ciertas estructuras de piscinas pueden hacerse impermeables (o casi impermeables) mediante un diseño e ingeniería especiales.4,5

La Estructura de la Piscina y las Penetraciones1,2,3,7

La mayoría de las piscinas enterradas en los Estados Unidos están construidas con shotcrete (mezclas de concreto húmedo o seco proyectadas a alta velocidad), aunque también existen estructuras de piscinas de concreto colado. Una estructura de shotcrete bien ejecutada, junto con un buen recubrimiento interior de acabado, no debería presentar filtraciones de agua. Si bien el shotcrete puede diseñarse y colocarse de manera que cree una estructura hermética al agua, no es realista esperar que el shotcrete sea hermético en las penetraciones o en los puntos donde se encuentra con materiales distintos.

Las piscinas generalmente se proyectan de manera monolítica, es decir, en una sola aplicación continua, sin juntas de alivio. Por lo tanto, es normal que se desarrolle cierta separación alrededor de las penetraciones a través de la estructura de shotcrete (plomería, luces, etc.). Esto se debe a la contracción normal que ocurre durante el fraguado del cemento hidráulico. Aunque el shotcrete encapsula completamente las tuberías, nichos de luces y otras penetraciones, es inevitable que exista cierto grado de separación alrededor de estas áreas.

Intrusión de agua en las penetraciones desde la parte posterior de la estructura antes de la aplicación del recubrimiento interior de acabado
Por lo tanto, todas las penetraciones a través del shotcrete deben sellarse o taponarse. Los acabados interiores que se llanean continuamente hasta el fraguado final (o con llaneado duro) son capaces de sellar alrededor de estas penetraciones sin necesidad de un sellado previo. Otros acabados interiores, en los que el llaneado se suspende antes del fraguado final, pueden requerir que todas las penetraciones se sellen o taponen antes de aplicar el recubrimiento interior de acabado.

Es una práctica común excavar (también conocido como “cup out” o “box out”) el shotcrete alrededor de algunas o todas las penetraciones con este propósito. Generalmente, las excavaciones para las líneas de retorno tienen una profundidad nominal de 1 ½” a 2″ y un diámetro aproximado de 3″ a 4″ alrededor de la tubería. Las líneas de succión requieren una excavación mucho mayor, dependiendo del tipo de aro base del drenaje principal y de la cubierta que se instalará.

Penetraciones de plomería con accesorios y preselladas

Las excavaciones (dig outs) permiten un mejor acceso a la tubería, facilitando cortar la tubería lo suficientemente hacia atrás para asegurar que los accesorios queden al ras con la superficie prevista del recubrimiento interior de acabado. Las excavaciones también proporcionan acceso y espacio para aplicar un sellador o material de taponamiento alrededor de las penetraciones, asegurando que sean herméticas al agua. Otras penetraciones que no requieren ajustes o trabajos previos antes de la aplicación del recubrimiento interior pueden presentar poca o ninguna excavación. La responsabilidad de asegurar que las penetraciones estén selladas y/o taponadas puede recaer en el Constructor, el Yesero (Plasterer) o el equipo de preparación previa al enlucido, dependiendo de quién haya sido asignado para dicha tarea. En trabajos comerciales o públicos, el Ingeniero, Arquitecto o Diseñador debe especificar la parte responsable del sellado o taponamiento de todas las penetraciones de manera que se garantice su hermeticidad.

Se sugieren las siguientes consideraciones respecto al tipo de material y método de instalación para sellar o taponar penetraciones:

  1. Uso de materiales cementicios de taponamiento sin contracción o de baja contracción.
  2. Los materiales cementicios sin arena deben utilizarse únicamente como una capa delgada tipo lechada dentro de la excavación, conforme a las recomendaciones del fabricante, y no deben utilizarse para rellenar completamente la excavación.
  3. Inclusión de un fortificador polimérico, comprobado como estable bajo el agua, junto con el material cementicio de taponamiento, según las recomendaciones del fabricante.
  4. El uso de selladores que no sean compatibles con materiales cementicios debe limitarse únicamente al sellado del área inmediata en la interfaz entre la penetración y el shotcrete, y no debe utilizarse para sellar o recubrir el interior de la excavación, la tubería u otros accesorios.
  5. Eliminación de cualquier material suelto o residuo y lavado completo alrededor de las penetraciones para asegurar una buena adherencia o “anclaje” del recubrimiento interior de acabado con el shotcrete.
  6. Rellenar o taponar las excavaciones al ras de la superficie general del shotcrete, en lugar de utilizar material de acabado durante el enlucido, puede ayudar a prevenir decoloraciones por hidratación diferencial causadas por el mayor espesor del acabado interior en las excavaciones.
  7. El material de taponamiento debe dejarse secar y/o curar completamente, conforme a las recomendaciones del fabricante, antes de aplicar el recubrimiento interior de acabado.

 

Sellado de Grietas del Sustrato

Es fundamental que la mezcla de shotcrete de una piscina esté diseñada para restringir la permeación del agua. Esto generalmente requiere que el diseño de la mezcla contenga una cantidad adecuada de material cementicio, una baja relación agua:cemento, la adición de una puzolana o modificador polimérico, o alguna combinación de estos elementos, para producir un shotcrete hermético al agua. Un buen diseño de mezcla reduce la cantidad y el tamaño de las grietas por contracción que se desarrollan en la superficie. El refuerzo adecuado, el diseño estructural y la correcta mezcla y colocación del shotcrete garantizan que la estructura de la piscina no presente grietas estructurales. Las grietas plásticas, autógenas o por contracción suelen ser visibles en la superficie de la mayoría de las estructuras monolíticas de shotcrete; sin embargo, estas grietas quedan selladas por el recubrimiento interior de acabado. No obstante, las grietas causadas por movimiento estructural pueden reabrir grietas existentes o generar nuevas después de la aplicación del acabado interior.


Curado del Sustrato

El curado es un método para mantener la humedad adecuada dentro del material cerca de la superficie, con el fin de asegurar la continua hidratación del aglutinante cementicio que de otro modo podría secarse. Normalmente consiste en acciones deliberadas como rociar, remojar o cubrir la superficie para mantener un nivel elevado de humedad dentro de la matriz del material (idealmente igual o superior al 85% de humedad relativa). Como en todas las estructuras de shotcrete y concreto, un curado adecuado reduce la velocidad y el tamaño de las grietas por contracción cerca de la superficie. Además, mejora el desarrollo general de la resistencia, lo cual contribuye a la hermeticidad de la estructura de la piscina.¹⁶

Se ha demostrado que extender el curado húmedo de tres a siete días puede resultar en una reducción del 10% al 20% de las grietas por contracción en la superficie superior. Para estructuras de piscinas de shotcrete que recibirán un recubrimiento cementicio, el documento de posición de la ASA “Curing of Shotcrete for Swimming Pools” y el Manual Técnico del NPC recomiendan continuar el curado húmedo durante 28 días. Idealmente, durante los primeros siete días el shotcrete debe humedecerse de tres a cinco veces al día, dependiendo del clima o región del país. Las regiones más frías o épocas del año más frescas pueden requerir menos. Esto normalmente se realiza rociando agua sobre la superficie del shotcrete con una manguera de jardín.¹⁶


Instalación del Acabado Interior¹

La superficie del acabado interior debe colocarse y terminarse de manera que garantice la hermeticidad de la piscina. No deben existir grietas abiertas, huecos o separaciones en la línea de azulejo, rocas u otras áreas de transición que permitan el paso libre del agua a través del recubrimiento. La aplicación del plaster debe terminarse de forma que proporcione un sellado adecuado alrededor de accesorios de plomería, luminarias y otras penetraciones a través de la estructura de shotcrete.

Aunque todos los acabados interiores cementicios para piscinas desarrollan cierto grado de microfisuración o grietas finas antes del llenado con agua, estas generalmente se vuelven a sellar una vez sumergidas, ya que el aglutinante cementicio continúa hidratándose bajo el agua.⁸¹⁴¹⁵

El shotcrete y los recubrimientos interiores se consideran membranas semipermeables. Como tales, la humedad y el vapor de agua pueden permear a través de la estructura hacia el suelo con el tiempo. Sin embargo, las piscinas están diseñadas para ser herméticas al agua. El agua líquida libre no debe atravesar la estructura. Ciertos entornos de instalación pueden requerir que una piscina sea impermeable (o casi impermeable), en cuyo caso debe especificarse un diseño e ingeniería especiales.


Estructuras Impermeables⁴⁸–²⁰

Este Boletín Técnico no pretende ser un recurso para explicar los materiales ni la aplicación de sistemas de impermeabilización para piscinas. Esta sección tiene únicamente el propósito de mostrar las diferencias entre “hermético al agua” e “impermeable”, y enseñar las características generales de ambos conceptos.

Cada fabricante de sistemas de impermeabilización promueve su propio sistema, que incluye materiales patentados y procedimientos de aplicación específicos; por lo tanto, dichos sistemas deben ser evaluados y demostrados como adecuados para un uso específico según el proyecto individual y/o el entorno de instalación. En última instancia, el fabricante del sistema de impermeabilización debe garantizar que su sistema sea compatible con todos los componentes de la piscina que puedan verse afectados, así como asegurar la compatibilidad a largo plazo de los productos impermeabilizantes con el agua y los productos químicos de la piscina.

Existen numerosos sistemas de impermeabilización disponibles:

  • Integral al shotcrete (añadido a la mezcla durante la aplicación)

  • Integral a la capa de lechada o capa base antes del enlucido

  • Integral al acabado interior (añadido a la mezcla del acabado)

  • Membranas (generalmente un recubrimiento impermeable flexible aplicado al interior de la piscina)

  • Aplicación por aspersión (lado de presión negativa)

  • Aplicación por aspersión (lado de presión positiva)

A continuación, se presentan ejemplos donde la impermeabilización puede ser necesaria y algunas consideraciones potenciales:

La construcción de piscinas suspendidas (por ejemplo, construidas sobre repisas, pilastras, etc.) o con bordes negativos, donde el exterior (parte posterior) de la estructura será visible. En algunas instalaciones, un impermeabilizante aplicado únicamente por el lado positivo (interior) puede no ser suficiente. Puede ser necesario que la estructura misma de la piscina sea impermeable mediante el uso de un aditivo integral en el diseño de la mezcla cementicia. Alternativamente, puede emplearse un método que envuelva toda la estructura (interior y exterior) mediante la aplicación de una membrana impermeable o un impermeabilizante penetrante. Esto incluye impermeabilizar hasta el nivel del deck (detrás del azulejo perimetral) y la parte superior de los muros de borde infinito. No impermeabilizar completamente este tipo de estructuras puede provocar migración de humedad y, eventualmente, eflorescencias visibles (acumulación de sales) en las áreas del lado de presión negativa.

Prevención de la penetración o acumulación de agua en el exterior de la estructura (presión posterior). No debe permitirse que el agua se acumule o estanque contra el exterior de la estructura de la piscina. Si el agua se acumula en el lado de presión negativa, el gradiente de presión puede causar el desprendimiento de la membrana impermeable, la capa de adherencia o el acabado interior. Esto incluye agua de lluvia, riego u otras fuentes donde el agua no pueda drenarse adecuadamente lejos de la estructura. Incluso lluvias estacionales o tuberías de riego con fugas pueden generar presión suficiente para provocar flexión, estiramiento y posible desprendimiento del sistema impermeable o del acabado interior.

Otros ejemplos donde se recomienda la impermeabilización incluyen:

  1. Estructuras fuera del terreno, como ciertas fuentes o elementos acuáticos, o partes de una piscina donde la parte posterior de la estructura sea visible.
  2. Estructuras que no sean monolíticas o que compartan un muro o parte de otra estructura, como un edificio, vivienda o bar hundido.

También se recomienda que las piscinas y spas construidos sobre estacionamientos, edificios de varios niveles, viviendas u otras estructuras similares se construyan dentro de una bóveda impermeable con un sistema de drenaje que elimine cualquier filtración, fuga o desbordamiento lejos de la estructura.

References

[1–7] Hermeticidad al Agua / Penetraciones / Curado
  1. The National Plasterer’s Council, Technical Manual, 9th Edition, 2016
  2. American Shotcrete Association, Pool and Recreational Committee, Position Paper 4, Watertight Shotcrete for Swimming Pools, info@shotcrete.org
  3. American Shotcrete Association, Pool and Recreational Committee, Position Paper 6, Forming and Substrates in Pool Shotcrete, info@shotcrete.org
  4. American Concrete Institute, ACI 515.2R – Guide to Selecting Protective Treatments for Concrete, www.concrete.org
  5. American Concrete Institute, ACI 365.1R-17 – Report on Service Life Prediction, www.concrete.org
  6. American Shotcrete Association, Pool and Recreational Committee, Position Paper 7, Curing of Shotcrete for Swimming Pools, info@shotcrete.org
  7. J. Dongell, Swimming Pool Penetrations, Shotcrete Magazine, Vol. 17, No. 3, Summer, 2015, pp 10 – 11
[8–20] Impermeabilización
  1. A. Johansson-Selander, J. Trägårdh, J. Silfwerbrand, M. Janz, Water Repellent Treatments – “The Importance of Reaching a Sufficient Penetration Depth,” Concrete Under Severe Conditions: Environment and Loading – Proceedings of the 6th International
    Conference on Concrete Under Severe Conditions, CONSEC’10, 2010, pp. 1173–1179
  2. V. Spaeth, J.P. Lecomte, M.P. Delplancke, J. Orlowsky, T. Büttner, “Impact of Silane and Siloxane Based Hydrophobic Powder on Cement-Based Mortar,” Advanced Materials Research 687.100, 2013, pp. 100–106
  3. P. Reiterman, J. Pazderka, “Crystalline Coating and Its Influence on the Water Transport in Concrete,” Advances in Civil Engineering, Vol. 2016
  4. J. Pazderka, E. Hájková, “Crystalline Admixtures and Their Effect on Selected Properties of Concrete,” Acta Polytechnica Vol. 56, Issue 4, 2016, pp. 306-311
  5. V. G. Cappellesso, P. dos Santos, D. Molin, A. Masuero, “Use of Crystalline Waterproofing to Reduce Capillary Porosity in Concrete,” Journal of Building Pathology and Rehabilitation, Vol. 1, Issue 1, 2016, p. 9
  6. G. Li, X. Huang, J. Lin, X. Jiang, X. Zhang, “Activated Chemicals of Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Materials and Their Self-Healing Behavior,” Construction and Building Materials, March 10, 2019, pp. 36-45
  7. P.C. Tran, K. Kobayashi, T. Asano, S. Kojima, “Carbonation Proofing Mechanism of Silicate-Based Surface Impregnations,” Journal Advanced Concrete Technology, Vol. 16, Issue 10, 2018, pp. 512-521
  8. P. Azarsa, R. Gupta, A. Biparva, “Crystalline Waterproofing Admixtures Effects on Self-Healing and Permeability of Concrete,” 1rst International Conference on New Horizons in Civil Engineering, NHICE-01, 2018
  9. F. Qin, F. Yang, H. Liu, “Waterproof Measures for Swimming Pools: Use of Cement-Based Permeable Crystalline Waterproof Composite Coatings,” Chemical Engineering Transactions, Vol. 59, 2017, pp. 535-540
  10. A. Biparva, “Integral Crystalline Waterproofing, The Future of Concrete Durability,” Structure Magazine, Vol. 52, Feb. 2015
  11. L. W. Teng, R. Huang, J. Chen, A. Cheng, H.M. Hsu, “A study of Crystalline Mechanism of Penetration Sealer Materials,” Materials, Vol. 7, Issue 1, 2014, pp. 399-412
  12. B. Sengupta, A. Chakraborty, “Reduction in Permeability of Concrete, Mortar and Plasters by a Chemical which Retards Water Percolation and Salt Transfer,” WIT Transactions in Built Environments, Vol. 137, 2014, pp. 639-650
  13. G. Z. Lu, W. X. Zhao, L. J. Zhou, X. J. Ding, “The Analysis on Mechanism and Application of Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Coating,” Proc. of the 2014 International Conference on Mechanics and Civil Engineering, ICMCE-14, 2014