Preparación de la superficie del hormigón antes del recubrimiento: contaminantes, defectos y métodos

Al igual que con el acero, el éxito de cualquier sistema de recubrimiento sobre hormigón depende de la superficie que hay debajo. Sin embargo, el hormigón trae su propia familia de contaminantes y defectos —la mayoría invisibles para un ojo no entrenado— y sus normas de preparación están definidas con menos rigor que las del acero. Esta guía explica qué hay que eliminar, qué hay que reparar, qué métodos utilizar, cómo proteger a los trabajadores del polvo de sílice y cómo demostrar que la superficie está lista.

¿Qué se considera un contaminante en el hormigón?

Cualquier material presente en una superficie de hormigón que afecte a la adherencia o a la aplicación de un recubrimiento es un contaminante y debe eliminarse. Los sospechosos habituales:

• Lechada superficial — una capa fina y débil de finos de cemento y cemento parcialmente hidratado que se forma en la superficie del hormigón fresco. No está bien adherida; si se recubre encima, el recubrimiento se desprende junto con la lechada.
• Eflorescencia — un depósito salino blanco y pulverulento que queda cuando el agua migra hacia la superficie y se evapora. Elimínelo y corrija la fuente de humedad, o volverá a aparecer.
• Desencofrantes — aceites, ceras, grasas o siliconas aplicados al encofrado para liberar el hormigón endurecido. Se transfieren a la superficie y destruyen la adherencia.
• Compuestos de curado — películas aplicadas al hormigón fresco para retrasar la pérdida de agua durante el curado. Salvo que estén certificados como compatibles con el recubrimiento, deben eliminarse.
• Endurecedores y selladores — se aplican a los pavimentos para reducir la permeabilidad y mejorar la resistencia a la abrasión. Dejan una superficie densa y de baja energía que dificulta la adherencia del recubrimiento.
• Aceites, productos químicos y contaminación en servicio — en superficies antiguas penetran profundamente y se encuentran entre los más difíciles de eliminar.

¿Qué defectos superficiales deben repararse?

La limpieza es solo la mitad del trabajo; la geometría de la superficie también importa.

• Coqueras, nidos de grava y bolsas de aire — huecos formados durante la colocación y el vibrado del vertido, a menudo ocultos bajo una fina piel de lechada. Al romper la piel, el hueco queda expuesto; si se recubre encima, el aire y el disolvente escapan a través de la película en forma de poros y ampollas.
• Agujeros de los tirantes del encofrado — depresiones que quedan al retirar los tirantes del encofrado.
• Rebabas y salientes — crestas afiladas e irregulares que impiden una película uniforme; amóldelas hasta dejarlas lisas antes de recubrir.
• Enlucido (parge coat) — un mortero de cemento y arena aplicado a mano que, una vez seco, se comporta como la lechada y se desprende bajo un recubrimiento.

En la mayoría de los casos, todos estos defectos deben repararse antes de recubrir, siempre según las recomendaciones de reparación del fabricante del recubrimiento.

Por qué el hormigón no se comporta en absoluto como el acero

El acero es denso, impermeable y predecible; el hormigón es poroso, alcalino y está lleno de humedad. Esas tres propiedades explican la mayoría de los fallos de recubrimientos sobre hormigón. La porosidad hace que un recubrimiento pueda ser absorbido por la superficie o quedar atrapado sobre huecos; la alcalinidad (el hormigón fresco suele superar un pH de 12) ataca a los recubrimientos sensibles a los álcalis, como los alquídicos; y la propia humedad de la losa, que migra hacia fuera durante meses o años, levanta los recubrimientos desde abajo. Un método que funciona perfectamente sobre acero con cascarilla de laminación puede ser erróneo para el hormigón.

Métodos de preparación

Los métodos para hormigón están menos normalizados que los del acero; SSPC-SP 13/NACE No. 6 establece la limpieza, la resistencia, el perfil y la sequedad esperados del hormigón preparado, y ASTM D4258 (limpieza) y D4259 (abrasión) describen los procedimientos. Los métodos habituales, aproximadamente en orden creciente de intensidad:

• Limpieza química — debe preceder a cualquier otro método. Se utilizan soluciones detergentes alcalinas o limpiadores emulsionantes patentados para levantar el aceite y la grasa, seguidos de un aclarado a fondo. No limpie con disolventes: disuelven el contaminante y lo extienden por una zona mayor y más profundamente en los poros.
• Escarificado — cortadores motorizados o discos dentados desbastan la superficie; útil para recubrimientos gruesos o contaminación intensa, pero puede eliminar demasiado hormigón y dejar una superficie muy rugosa.
• Limpieza por chorreado abrasivo — muy utilizada y muy eficaz; los procedimientos son similares a los del acero, ajustando la distancia de la boquilla, el abrasivo y el tiempo de permanencia al sustrato más blando.
• Chorro de agua a alta presión — muy eficaz para eliminar la lechada y el hormigón débil; algo más lento que el chorreado abrasivo, y la inyección de abrasivo aumenta el poder de corte. Aporta agua a la losa, por lo que hay que dejar tiempo de secado antes de recubrir.
• Granallado centrífugo (con turbina) — equipos portátiles proyectan y recuperan granalla de acero, eliminando la lechada y abriendo el perfil con captación de polvo integrada.
• Grabado ácido (ASTM D4260) — un último recurso cuando no es posible ningún método mecánico. Utiliza una solución diluida de ácido clorhídrico (muriático), produce solo un perfil ligero y exige una manipulación cuidadosa, un aclarado a fondo y una comprobación del pH posterior. No elimina aceite, compuestos de curado ni selladores.

Polvo de sílice: proteger al equipo

El amolado, el escarificado, el granallado y el chorreado abrasivo del hormigón liberan sílice cristalina respirable, por lo que la elección del método es también una decisión de salud. En Estados Unidos, la norma de sílice para la construcción de OSHA (29 CFR 1926.1153) fija un límite de exposición permisible de 50 µg/m³ como media ponderada en el tiempo de 8 horas y especifica controles de ingeniería —aporte de agua o herramientas con carcasa y aspiración de polvo— para las tareas habituales en hormigón, con protección respiratoria cuando esos controles no son suficientes. Elija equipos con extracción de polvo integrada, mantenga las superficies húmedas cuando el método lo permita y consulte la visión general de MontiPower sobre seguridad en la preparación de superficies para los principios generales.

La humedad: el asesino silencioso

Fallan más recubrimientos de hormigón por la humedad que por cualquier otro contaminante individual. Las losas nuevas necesitan tiempo —a menudo semanas— para secarse, y una losa apoyada sobre el terreno puede no secarse nunca del todo si no hay una barrera de vapor debajo. Además de la sencilla prueba de la lámina de plástico (ASTM D4263), los especificadores exigen cada vez más sondas de humedad relativa in situ (ASTM F2170) o ensayos de emisión de vapor de humedad con cloruro de calcio (ASTM F1869) para cuantificar cuánta agua sigue moviéndose a través de la losa. Si la cifra es demasiado alta, ninguna preparación de superficies salvará el recubrimiento; especifique una imprimación tolerante a la humedad o espere.

El perfil también tiene norma: ICRI CSP

Así como el acero tiene una especificación de perfil de anclaje, el hormigón tiene la escala ICRI Concrete Surface Profile (CSP) (ICRI Guideline No. 310.2), que va de CSP 1 (muy liso, típico del grabado ácido) a CSP 10 (muy rugoso, típico del martillo neumático). Los perfiles se evalúan por comparación visual y táctil con las placas réplica de ICRI o se miden con masilla de réplica (ASTM D7682). Los recubrimientos finos y los selladores requieren un CSP bajo; los recubrimientos de alto espesor y los recrecidos poliméricos, uno más profundo. Especificar «hormigón limpio» sin un objetivo de CSP es el equivalente en hormigón a especificar «acero limpio» sin un grado de limpieza: una invitación a la controversia.

Adecuar el método al recubrimiento

El método de preparación correcto es el que produce el CSP que necesita el recubrimiento sin dañar la losa. El grabado ácido solo produce los perfiles más ligeros y es un último recurso; el chorreado abrasivo y el granallado son adecuados para la mayoría de los sistemas de alto espesor; el escarificado y el amolado resuelven las eliminaciones gruesas y la nivelación. Elimine siempre la contaminación mediante limpieza química primero: abradir una superficie aceitosa solo introduce el aceite más profundamente.

Repare antes de recubrir

Las coqueras, los agujeros de tirantes y los nidos de grava se rellenan con morteros cementosos o epoxi compatibles; las rebabas y salientes se amolan a ras; el enlucido y la lechada se eliminan por completo. El material de reparación debe ser compatible tanto con la losa como con el recubrimiento, y estar curado antes de recubrir: otro motivo para confirmar de antemano las recomendaciones de reparación del fabricante. Consiga un sustrato sano, seco, limpio y con el perfil correcto, y el recubrimiento podrá hacer su trabajo; si falla cualquiera de estos puntos, el sistema falla de abajo arriba.

Cómo verificar que la superficie está lista

Tras la preparación, demuestre que la superficie es aceptable antes de recubrir:

• Prueba de polvo — frote con un paño oscuro y seco o aplique y retire una tira de cinta adhesiva; si se ve polvo blanco, la superficie tiene demasiado polvo para recubrirla.
• Prueba de rotura de agua (water-break) — rocíe agua; si se extiende y se absorbe en lugar de formar gotas, la superficie está libre de aceite, grasa y selladores.
• pH (ASTM D4262) — tras la limpieza química o el grabado ácido, mida el pH de la superficie aclarada para confirmar que se han eliminado los productos químicos residuales; la especificación o el fabricante del recubrimiento fijan el rango aceptable.
• Sequedad (ASTM D4263) — fije con cinta una lámina de polietileno transparente a la superficie durante al menos 16 horas; si aparece condensación bajo la lámina o el hormigón se oscurece, la losa está demasiado húmeda para recubrirla. Utilice F2170 o F1869 cuando se aplique un límite cuantitativo.
• Perfil — compare con las placas ICRI CSP o mida con masilla de réplica frente al CSP especificado.

Estas comprobaciones se corresponden directamente con los puntos de espera descritos en inspección de recubrimientos.

Sistemas de recubrimiento para hormigón

Una vez que la superficie está sana, seca, limpia y perfilada, el sistema se elige según el servicio. Los selladores penetrantes y los recubrimientos de capa fina son adecuados para pavimentos de uso ligero y requieren un CSP bajo; los epoxis y novolacas de alto espesor soportan la exposición química y la contención secundaria; las imprimaciones tolerantes a la humedad y permeables al vapor resuelven las losas húmedas; y los sistemas autonivelantes y con espolvoreo reconstruyen pavimentos desgastados. La preparación del sustrato y la elección del recubrimiento forman una pareja: un perfil equivocado socava el recubrimiento correcto. Para la química de estos sistemas, consulte tipos genéricos de recubrimientos protectores.

Por qué fallan los recubrimientos de hormigón

Los fallos recurrentes tienen todos su origen en la superficie: recubrir sobre lechada o un enlucido; atrapar la humedad de la losa bajo una película impermeable; puentear coqueras que más tarde desgasifican; aplicar un material sensible a los álcalis sobre hormigón fresco; u omitir la limpieza química y hundir el aceite al abradir. Ninguno es un defecto del recubrimiento: cada uno es un defecto de preparación o de especificación, y por eso la disciplina importa tanto en el hormigón como en el acero.

Un flujo de trabajo práctico de preparación

La secuencia importa tanto como el método. Un orden de operaciones fiable:

1. Evaluar — identificar la edad del sustrato, los contaminantes, los defectos y el estado de humedad.
2. Limpieza química para eliminar aceite y grasa antes de cualquier abrasión.
3. Abradir para eliminar la lechada y los recubrimientos y alcanzar el CSP que exige el recubrimiento.
4. Reparar coqueras, agujeros de tirantes, rebabas y nidos de grava con materiales compatibles, y dejarlos curar.
5. Verificar con las comprobaciones de polvo, rotura de agua, pH, humedad y perfil.
6. Recubrir dentro de la ventana que permitan la superficie y el clima.

Omitir o reordenar pasos —abradir antes de limpiar, recubrir antes de verificar la humedad— es donde la mayoría de los proyectos de recubrimiento de hormigón fracasan silenciosamente.

Las normas que hay que citar

La preparación del hormigón remite a sus propias normas, igual que el acero: SSPC-SP 13/NACE No. 6 para los requisitos de la superficie preparada, ICRI 310.2 (CSP 1–10) para el perfil de superficie, ASTM D4258/D4259 para la limpieza y la abrasión, ASTM D4260 para el grabado ácido, ASTM D4262 para el pH y ASTM D4263, F1869 y F2170 para la humedad. Citarlas convierte una especificación de hormigón vaga en una especificación exigible, exactamente como en el acero.

Puntos clave

• El hormigón es poroso, alcalino y está lleno de humedad: falla de forma distinta al acero.
• Elimine la lechada, las eflorescencias, los desencofrantes, los compuestos de curado, los endurecedores y los aceites; repare huecos y rebabas.
• Limpie químicamente primero; nunca limpie con disolventes que extienden el contaminante.
• Especifique un perfil según la escala ICRI CSP y verifique la humedad (D4263, F1869 o F2170) antes de recubrir.
• Controle el polvo de sílice respirable siempre que se amole, escarifique o chorree el hormigón.

El principio es universal

La preparación de superficies es la parte más importante de cualquier programa de protección contra la corrosión bien diseñado, y cualquier concesión que se haga aquí compromete todo el sistema. Sea el sustrato hormigón o acero, la regla se mantiene: el recubrimiento solo puede ser tan bueno como la superficie que tiene debajo. Para el lado del acero, consulte la guía sustrato por sustrato de recubrimientos de alto rendimiento y el sistema de preparación controlada que hace predecible una superficie variable.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto tiempo debe curar el hormigón antes de recubrirlo?

Convencionalmente unos 28 días, pero el tiempo de curado no es lo mismo que la sequedad. Verifique siempre la humedad con la prueba de la lámina de plástico (ASTM D4263), sondas de humedad relativa in situ (ASTM F2170) o un ensayo de emisión con cloruro de calcio (ASTM F1869), y compare el resultado con el límite del fabricante del recubrimiento en lugar de fiarse del calendario.

¿Qué es la lechada superficial y por qué importa?

La lechada superficial es una capa superficial débil y mal adherida de finos de cemento que se forma sobre el hormigón fresco. Parece hormigón sano pero tiene poca resistencia, por lo que un recubrimiento aplicado encima falla junto con la lechada. Se elimina mediante chorreado abrasivo, granallado, amolado o, como último recurso, grabado ácido.

¿Qué perfil de superficie de hormigón (CSP) necesita un recubrimiento?

Lo especifica el fabricante del recubrimiento. La escala ICRI va de CSP 1, casi liso como tras un grabado ácido, a CSP 10, muy rugoso como tras el uso del martillo neumático. Los selladores penetrantes y las películas finas necesitan un CSP bajo, mientras que los recubrimientos de alto espesor y los recrecidos poliméricos necesitan un perfil más profundo, que normalmente se obtiene mediante granallado o escarificado.

¿Hay que eliminar los compuestos de curado antes de recubrir?

Normalmente sí. Los compuestos de curado forman una película que reduce la adherencia, por lo que deben eliminarse salvo que el fabricante del recubrimiento confirme por escrito que el compuesto concreto es compatible. La eliminación suele ser mecánica, mediante chorreado abrasivo, granallado o amolado, seguida de las pruebas de polvo y de rotura de agua.