Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80

Transcripción

1 Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80

2 Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80 Informe MÓNICA MATEO GARCÍA, Dra. Arquitecta y SERVANDO CHINCHÓN PAYÁ, Licenciado en Ciencias Químicas, miembros del Grupo de Investigación Materiales y Sistemas Constructivos de la Edificación de la Universidad de Alicante, y a solicitud de la empresa COATER-TEX ECOLÓGICA, S.L., sita en C/ La Rioja, 4 en Alicante, emiten el siguiente Informe: 1. Objetivo El objetivo del presente trabajo es comprobar experimentalmente la degradación que sufren las láminas DRY 50 y DRY 80 (formadas por doble hoja de EVAC en coextrusión y con ambas caras revestidas de fibras de poliéster) por reacción con una solución básica, de forma que se simule la posible degradación química en un medio real de construcción debido a la basicidad aportada por morteros y hormigones. 2. Situación de partida En las fichas técnicas de las láminas DRY 50 y DRY 80 Revestech, aportadas por la empresa, se observa que el estudio de los efectos de los productos químicos se ha realizado según la UNE- EN-1847, obteniendo que no hay variaciones en las propiedades físicas analizadas tras 28 días en solución saturada de hidróxido de calcio a 23º (Ver fichas técnicas DRY50 y DRY80 en el Anexo Documental). En este punto, a pesar de disponer de estos resultados, la empresa Revestech ha querido ir un paso más allá de la simple caracterización normativa y conocer los límites de sus materiales para ofrecer las máximas garantías. La norma UNE-EN-1847 (Aportada en el Anexo Documental) tiene por objeto la caracterización y/o clasificación de las láminas plásticas y de caucho, tal como se presentan en el momento de ser fabricadas o suministradas, antes de su utilización. Esta norma europea es válida para diversos materiales destinados a láminas impermeables, por lo que los valores obtenidos de la misma resultan bastante genéricos. Asimismo, sus orientaciones se destinan a analizar los cambios de aspecto y físicos del material, pero no los químicos. Plantea diversos métodos de evaluación posibles tanto en el tipo y duración de la inmersión como del agente químico reactivo, no personalizándolos para cada tipo de material de impermeabilización. Con el fin de conocer los límites de las láminas Revestech, se ha procedido a diseñar desde el grupo de Materiales y Sistemas Constructivos de la Edificación de la Universidad de Alicante una experiencia específica y personalizada para comprobar la degradación que pueden sufrir las láminas DRY 50 y DRY 80 en condiciones extremas.

3 3. Diseño, materiales y método La experiencia diseñada ha tenido una duración de 120 días. Para su realización, se han dispuesto dos recipientes lo suficientemente anchos de base para contener los 12 trozos de 5x5 cm 2 de cada uno de los aislantes sin que haya contacto entre ellos. Una vez preparados y dispuestos los trozos en cada uno de los recipientes se ha añadido una disolución 0.1 M de NaOH preparada en suficiente cantidad de forma que quedaran completamente recubiertos los trozos. La solución acuosa empleada, tiene un ph de 13, superior a la de morteros y hormigones empleados habitualmente en edificación, los cuales tienen un ph de 12-12,5, con el fin de asimilar los resultados obtenidos como efectos finales de una degradación prolongada en un medio alcalino en condiciones que simulan la basicidad de la disolución de los poros de morteros y hormigones de cemento de base portland. A continuación se ha procedido a aplicar un flujo constante de aire mediante un sistema de bombas y tubos procurando un aporte continuo de oxígeno al conjunto. Figura 1.- Imagen del montaje experimental diseñado exprofeso en el laboratorio del Dpto. de Construcciones Arquitectónicas de la Universidad de Alicante. Figura 2.- Imagen de de detalle de las láminas DRY 50 y DRY 80

4 Cada 15 días se extrajeron una porción de cada uno de los materiales y se analizaron en los Servicios Técnicos de la Universidad de Alicante mediante las siguientes técnicas instrumentales: - Difracción de Rayos X (DRX) para evaluar los cambios producidos en la muestra en función del tiempo de exposición a la disolución alcalina. Estos análisis se efectuaron gracias a un equipo Bruker D8-Advance con un generador de rayos-x KRISTALLOFLEX K F y tubo de Cu Kα con barridos de 4 a 60 grados de 2 a la velocidad de 1º/minuto. - Análisis de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) a varias de las muestras más representativas para ilustrar el estado de los polímeros antes y después de la experiencia. Estos análisis se ha llevaron a cabo mediante un microscopio electrónico de barrido marca Hitachi modelo S3000N. Este microscopio cuenta con un detector de rayos X marca Bruker modelo XFlash 3001 para microanálisis elemental de la muestra. La Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) ha permitido obtener imágenes de las muestras entre 50 a 500 aumentos. Se muestran a continuación dos imágenes de los aislantes obtenidas mediante MEB tras dos semanas de reacción tentativa. Figura 3.- Aspecto de la lámina DRY 80 a 50 y 150 aumentos. Imágenes obtenidas mediante MEB. En estas imágenes se aprecia el aspecto de las láminas impermeables a 50 y 150 aumentos. En ellas se observa claramente las fibras de poliéster cubriendo las láminas de EVAC. Los pequeños depósitos blancos que se ven en las fotografías son restos sólidos de NaOH utilizado como reactivo en la degradación.

5 4. Resultados 4.1. Resultados iniciales A continuación se presentan los difractogramas realizados de las dos láminas impermeables (Dry 50 y Dry 80) sin reacción alguna. Figura 4.- Difractograma de las muestras DRY 50 y DRY 80 sin reaccionar. Se puede observar que los resultados indican una composición polimérica de la muestra. En concreto, del difractograma se desprende que se trata de una mezcla de etilenvinilacetato (EVA) y un poliéster, el polietilentereftalato (PET). La única diferencia entre ambos espectros es la intensidad relativa de los picos, que indica una mayor concentración en la muestra Dry80.

6 4.2. Serie de resultados 2 A continuación se muestran resultados de Difracción de Rayos X (DRX) de las láminas impermeables Dry 50 y Dry 80 analizadas a intervalos de 15 días. dias Dry50 Dry

7 Figura 5.- Difractogramas de la evolución de ambos aislantes a diferentes tiempos de reacción. Para una mejor apreciación de los resultados anteriores las siguientes figuras muestran apilados todos los difractogramas de cada uno de los aislantes. Figura 6.- Difractogramas de la evolución del aislante DRY 50

8 Figura 7.- Difractogramas de la evolución del aislante DRY 80 Se puede observar que los aislantes no han sufrido variación en la composición de los polímeros. Las diferencias de intensidad en los espectros dentro de cada serie responden a la diferente sensibilidad del difractómetro durante cada uno de los análisis individuales. Se muestran a continuación varias imágenes tomadas mediante MEB que ilustran el estado final de los aislantes poliméricos tras el ataque de la disolución agresiva. Figura 8.- Imágenes de la lámina DRY 50 tomadas mediante MEB en la que se puede observar el estado de los polímeros al final de la experiencia (120 días) Se puede observar claramente que ni las láminas de EVA ni las fibras de poliéster se han degradado o alterado tras todo el periodo de degradación a las que fueron sometidos los aislantes.

9 5. Discusión de los resultados y conclusiones De las técnicas instrumentales empleadas en laboratorio se evidencia que ambas láminas impermeables están constituidas por una doble hoja de EVAC (Ethylene Vinyl Acetate) en coextrusión y con ambas caras revestidas de fibras de poliéster. Las únicas diferencias entre el aislante Dry50 y el Dry80 es el espesor de las láminas, ya que la composición polimérica es similar en ambos. De la evolución que se observa en ambos aislantes durante el período de ensayo, y en función de los resultados obtenidos mediante las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), se puede concluir que éstos no se degradan bajo las condiciones experimentales impuestas. Cabe destacar, como se ha comentado anteriormente, que debido a las condiciones de ph de la disolución empleada en la experiencia realizada, se pueden asimilar los resultados obtenidos como efectos finales de una degradación prolongada en un medio alcalino en condiciones que simulan la basicidad de la disolución de los poros de morteros y hormigones de cemento de base portland. Lo que hacemos constar a los efectos oportunos, En Alicante, a 14 de junio de 2013 Servando Chinchón Payá Mónica Mateo García

10 Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80 Anexo Fotográfico

11 Dry 50. Muestra sin tratar a 50 y 150 aumentos

12 Dry 50. Muestra a los 15 días (a 50 y 150 aumentos)

13 Dry 50. Muestra a los 120 días (a 50, 100, 200 y 500 aumentos)

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15 Dry 80. Muestra sin tratar a 50 y 150 aumentos

16 Dry 80. Muestra a los 15 días (a 50 y 150 aumentos)

17 Dry 80. Muestra a los 120 días (a 50, 100, 200 y 500 aumentos)

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19 Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80 Anexo resultados técnicas instrumentales

20 Difractogramas de las láminas DRY50 y DRY Lin (Counts) Theta - Scale Muestra original Muestra después de 120 días (final de la experiencia) Lámina DRY 50

21 Lin (Counts) Theta - Scale Muestra original Muestra después de 120 días (final de la experiencia) Lámina DRY 80

22 EDAX de las láminas DRY50 y DRY80 cps/ev C O kev Dry-50.spx Date:3/27/ :44:30 AM HV:20.0kV Puls th.:1.24kcps Spectrum: Dry-50.spx Element AN Series unn. C norm. C Atom. C Error [wt.%] [wt.%] [at.%] [wt.%] Carbon 6 K-series Oxygen 8 K-series Total:

23 cps/ev C O kev Dry-80.spx Date:3/27/ :26:35 AM HV:20.0kV Puls th.:1.35kcps Spectrum: Dry-80.spx Element AN Series unn. C norm. C Atom. C Error [wt.%] [wt.%] [at.%] [wt.%] Carbon 6 K-series Oxygen 8 K-series Total:

24 Degradación alcalina de las láminas DRY50 y DRY80 Anexo documental