LOS SELLADORES DE SILICONAS - · PDF fileComparación de las Propiedades de Algunos...

Los Selladores de SiliconasUna Visión Integral

Alberto ChiavariniDow Corning de Argentina

Títulos• Conceptos de diseño• Propiedades de los selladores• Tipos de juntas• Técnicas de aplicación• Patologías de los Sellados• Relevamientos de Proyectos con 20 años de Servicio• Programa de Garantías• Conclusiones y Mensaje Final

En Todos los Materiales

• La tensión se traduce en un esfuerzo• La fuerza provoca una deformación• Cuando la tensión excede la resistencia del material

se produce la rotura

Cargade Viento

Deformación por Cargas Térmicas

Esfuerzos Sísmicos

Reducción Elástica de la Estructura

Por lo tanto la deformación de las juntas es el resultado de los efectos combinados de las Cargas Vivas y las Cargas Muertas sobre la Estructura

La norma ASTM C-719 provee de los ensayos para determinar la capacidad de movimiento de un sellador

Y todos los selladores tienen la misma capacidad de movimiento?

• Rotura de la junta• Falla adhesiva de la junta• Juntas más anchas

Y cuáles son las consecuencias de elegirel producto inadecuado?

Dimensionado de JuntasSupongamos para el ejemplo que el movimiento total de la junta ΔA es de 5 mm

Con un sellador convencional de ± 25% de Capacidad de Movimiento:

Para un sellador climático de ± 50% de Capacidad de Movimiento:

Ancho de Junta = 100/25 x 5 mm + 3 mm = 23 mm

Ancho de Junta = 100/Cap. de Mov. del Sellador x Movimiento (mm) + Tolerancias

Ancho de Junta = 100/50 x 5 mm + 3 mm = 13 mm

Propiedades Exigibles a los Selladores

• Adherencia a los substratos• Durabilidad• Máxima Capacidad de Movimiento (ASTM C-719)• Mínimo Módulo de Elasticidad• Escasa variación de sus propiedades al someterlos a la

intemperie y a rangos térmicos variables

Sellados Externos:Diseño Climático Tipo

• Juntas a tope con forma de “reloj de arena” permiten un mejor desempeño

• Relación ancho: profundidad mínima 2 a 1

• Conservar 6 mm de contacto a cada cara de la junta

• Evitar la adherencia a 3 lados –utilizar cordones de respaldo o cinta de ruptura de adherencia

Sellados Externos:Juntas de Encuentro o Rincón

• Entre superficies perpendiculares• Contacto con cada cara ≥ 6mm• Utilizar cinta de ruptura de

adherencia o respaldos si se trata de materiales diferentes

Sellados Externos:Junta Superpuesta

• Junta “puente” sobre sellador existente• Contacto mín. 6 mm a 9.5 mm • 3 mm de profundidad

Junta Climática Doble

• En sistemas “Rain Screen”• Require drenaje• Tener en cuenta el proceso de

curado del sellador• En general de difícil ejecución

Sellos Internos• En general se utiliza un sellador butílico que no cura y

se degrada con el paso del tiempo

• Incluyen:• Juntas de Empalme • Juntas de Estanqueidad• Infiltración de Aire• Cabezas de Tornillos • Ranuras en Piedra • Apoyos

Vidriado Estructural• El Sellado Estructural con

Silicona es un método de soportar el cristal bajo la acción de cargas vivas y muertas

• Similares consideraciones para Sellado Vidriado Estructural de 2 y de 4 lados

• Tensión de Cálculo para Cargas Muertas: 6.9 kPa

• Tensión de Cálculo paraCargas Vivas: 138 kPa

Deformación del Sello Estructuralbajo Carga de Viento

Diseño del Vidriado Estructural

Espesor

Bite Bite ≥ 1/2 1/2 LadoLado menormenor del panel x del panel x CargaCarga de de VientoViento

Bite ≥ Espesor ≥ 6.35 mm

Resistencia de Resistencia de DiseDiseññoo del del SelladorSellador

Bite

Instalación del Sellador

1. Limpieza 2. Imprimación 3. Instalación del cordón de respaldo4. Enmascarado 5. Aplicación del Sellador 6. Espatulado del Sellador7. Retiro de Cintas de Enmascarar 8. Control de Calidad

Limpieza

• Las superficies para poder ser selladas deben estar FIRMES, LIMPIAS y SECAS

• La limpieza depende del substrato

• Utilizar el Método de los Dos Paños

Imprimación

• Formador de Película o tratamiento químico

• Imprimar únicamente las superficies de la junta

• Siga las instrucciones del fabricante del Sellador

Instalación del Cordón de Respaldo

• 25% de compresión (∅ 25% mayor)

• Profundidad adecuada

• Tipos:Poliuretano de Celda Abierta

Polietileno de Celda Cerrada

Poliolefina No-gasificante (Soft Rod)

Cinta de Ruptura de Adherencia

Otros materiales

Aplicación del Sellador • De ser necesario, mezcle los

componentes del sellador• Presione, no “tire” del cordón de

sellador• Llene la junta por completo

Espatulado del Sellador

• Obliga el contacto con el substrato

• Inmediatamente luego de aplicado el sellador

• Asegura la adecuada forma de la junta

• No utilizar elementos para facilitar el espatulado (solventes o jabón)

• Remueva las cintas de enmascarar

Control de Calidad• Almacene el sellador según las indicaciones del fabricante

(generalmente por debajo de 30° C)

• Utilícelos dentro de su vida útil – No existe la revalidación de un sellador

• Efectue los ensayos de adherencia sobre los substratos definitivos de la obra antes de iniciar el proyecto

• Ejecute los ensayos de adherencia en obra durante la ejecución del proyecto

• En caso de resellados también se requiere de ensayos previos de instalación

• Documente los resultados de las pruebas efectuadas

Ensayo de Adherencia (“Peel Test”)

• Limpie e imprime el substrato siguiendo las recomendaciones específicas del proyecto

• Coloque un trozo de polietileno o una cinta de ruptura de adherencia a través de la superficie plana a ensayar.

• Aplique y espatule un cordón de sellador a fin de formar una tira de aproximadamente 200 mm de longitud, 25 mm de ancho y 3 mm de espesor. Como mínimo 50 mm de sellador deberán ser aplicados sobre la cinta.

• Luego de curado, sujete el trozo de sellador de 50 mm de sellador justo encima del la marca de 25 mm y tire a 90 grados.

• Registre los resultados

Cómo fallan los selladores?

Adhesivamente• Preparación de las Superficies• Imprimación• Tensión en la línea de pegado• Humedad• Espatulado incompleto• Perfil de la junta• Substrato

Cohesivamente• Movimiento • Perfil de la Junta• Endurecimiento• Pulverización• Resistencia al desgarro

Cómo fallan los selladores?

Deterioro• Endurecimiento• Pulverizado• Deformación permanente• Reversión• Incompatibilidad• Manchado

Cómo fallan los selladores?

Manchado• El manchado es causado por fluidos

no reactivos presentes en la formulación del sellador

• Cualquier sellador puede causar manchado si está inadecuadamente formulado o si es utilizado sobre un substrato no recomendado

Problemas de Diseño• Marcas de Escurrido de Agua• Goterones no considerados en el proyecto• El agua que fluye desde los techos por la fachada

Selladores de SiliconaSelección del Producto Adecuado

• Tipo de Aplicación• Superficies a Sellar• Movimiento de Junta Esperado

Todas las Siliconas son Iguales?• Las propiedades varían según su formulación:

• Polímero• Reticulante• Cargas• Promotores de adhesión• Plastificantes

• Afectando:• Adhesión• Manchado• Capacidad de movimiento• Módulo

Comparación de las Propiedades de Algunos SelladoresQUIMICA Sellador

OxímicoSellador Amídico

Sellador Alchólico

Sellados en Gral. Sellado Climático

120 psi

460%

40 psi60 psi

30 pts

+/- 50%

< 60 min

7 – 14 días

14 – 21 días

275 psi

300%

60 psi80 psi

35 pts

+/- 25%

< 10 min

1 – 2 días

Sellador Estructural

Aplicación Principal

7 días

Sellado Climático

100 psi

1600%

15 psi20 psi

15 pts

+100%- 50%

60 min

7- 14 días

14 – 21 días

Sellado Estructural

Tensión Máx Tracción 350 psi

Elongación a rotura 525%

Tensión al 25% de def.Tensión al 50% de def.

50 psi75 psi

Dureza Shore A 40 pts

Cap. de Mov de Junta +/- 50 %

Tiempo de Secado al Tacto 50% HR 65 min

Tiempo de Curado 7 – 14 días

Tiempo para Adherencia Completa 14 – 21 días

Por qué utilizar siliconas?

• Adherencia• Durabilidad• Alta resistencia mecánica y flexibilidad• Inalterables a la radiación UV• Hidrorrepelencia• Módulo Elasticidad constante• Resistencia a los agentes químicos• Amplio Rango Térmico: –40 a 200°C

Ejemplo: Durabilidad de los Poliuretanos

Jones, Hutchinson, Wolf; Materials & Structures 34, 332-341 (2001)

7

Ejemplo: Durabilidad de los Polisulfuros

Jones, Hutchinson, Wolf; Materials & Structures 34, 332-341 (2001)

7

Ejemplo: Durabilidad de las Siliconas

Jones, Hutchinson, Wolf; Materials & Structures 34, 332-341 (2001)

7

• Adhieren al cristal y transfieren la carga de viento

• Conservan sus propiedades físicas frente a UV

• Flexibles entre -40 a 150°C adaptándose a la expansión térmica

• Estables tanto a bajas como altas tasas de deformación – Elasticidad permanente

Únicamente las siliconas poseen laspropiedades y durabilidadrequeridas para el Vidriado Estructural

Relevamiento de Proyectos en Servicio20 años de Historia

BP Exploration AlaskaAnchorage, Alaska

Fecha de Construcción: 1983

Ejecutantes: Arquitectos: HOK ArquitectosOlympian Sonte Fenpro Contract Glass Co.

Condiciones Ambientales:• Fuerte Actividad Sísmica y Frecuente• Temperatura promedio anual 2.8°C• Rango máximo -37°C a 30°C• Precipitación anual promedio 414 mm

•Tipo: De 2 lados, modulado/armado en taller

•Tamaño: 16 pisos

•Sellador Estructural: Dow Corning® 795 Silicone Building Sealant

•Detalles del Muro Cortina:Tensión de diseño del sellador: 138kPa (20 psi)Bite de Sellado: 13 mmDimensiones de los paneles: 1880 mm x 2134 mmCarga de Viento: 1,92 kPa

•Substratos:• Termopaneles, granito, Kynar®

BP Exploration AlaskaAnchorage, Alaska

BP Exploration AlaskaAnchorage, Alaska

Wells Fargo TowerLas Vegas, Nevada

•Fecha de Construcción: 1986

•Ejecutantes:Propietarios (al momento de la construcción): Howard Hughes Properties y First Interstate BankArquitecto: Welton Becket AssociatesConsultores de Ingeniería: Heitmann & Associates, Inc. Contratista: C.L. Peck ContratistaFabricante del Muro Cortina: Benson Industries

•Condiciones Ambientales:• Tormentas de Viento tipos F0 a F2 (vientos de hasta 253 kph)• Rango termico: -8°C to 50°C• Frecuentes sismos menores (778 sismos <3.5 entre 1974 and

2003) • Alta exposición a UV• Promedio >300 días de sol por año

Wells Fargo TowerLas Vegas, Nevada

•Tipo: De 2 lados

•Tamaño: 16 pisos

•Sellador Estructural: Dow Corning® 795 Silicone Building Sealant

•Detalles del Muro Cortina:Tensión de diseño del sellador: 138 kPaBite de Sellado: 25 mmDimensiones de los Paneles: 1575 mm x 3200 mmCarga de Viento: 3.02 kPa

•Substratos:• Kynar®

• Cristales reflectivos

Wells Fargo TowerLas Vegas, Nevada

Metropolitan Tower146 West 57th, New York, New York

•Fecha de Construcción: 1985

•Ejecutantes: Propietario (al momento de la construcción): Harry MackloweConsultor: Gordon H. SmithArquitecto: Schuman, Clamon, Effron & LichtensteinContratista Principal: Diamond ArquitectouralsGerenciadora: HRHFabricante del Muro Cortina: Glassalum International Corporation

•Condiciones Ambientales:• Lluvia anual promedio: 1092 mm (43“)• Deposción Acida (lluvia ácida):

• pH: 4.3• SO4 2.37 ippm• NO3 1.58 ippm• NH4 0.43 ippm

Metropolitan TowerNew York, New York

•Tipo: De 4 Lados (el primero en Nueva York)

•Tamaño: 67 pisos

•Sellador Estructural:Dow Corning® 983Dow Corning® 795

•Detalles del Muro Cortina:• Tensión de Diseño del Sellador: 20 psi• Paneles Tipo 1

• Dimensiones: 1365 mm x 1210 mm x 25 mm• Bite de Sellado: 19 mm• Carga de Viento: 4.79 kPa

• Paneles Tipo 2• Dimensiones: 1480 mm x 603 mm x 25 mm• Bite de Sellado: 9.5 mm• Carga de Viento: 4.79 kPa

•Substratos: • Unidades de Vidrio Aislante de color gris• Cristales reflectivos de color gris• Aluminio pintado negro

Metropolitan TowerNew York, New York

Tem

pera

ture

(°F)

/ P

reci

pita

tion

(inch

es)

World Savings CenterOakland (San Francisco), California

•Fecha de Construcción: 1985

•Ejecutantes: Curtainwall: PPG IndustriesContratista: RPS Arquitectoural Products

•Condiciones Ambientales:Terremotos importantes y frecuentesA menos de 1 km de la autopista Nimitz que colapasara en el terremoto de 1989Precipitación anual 533 mm

World Savings CenterOakland (San Francisco), California

•Tipo: De 4 lados, modulado

•Sellador Estructural: Dow Corning® 983 Silicone Glazing and Curtainwall Adhesive/Sealant

•Detalles del Muro Cortina:Dimensiones de los Paneles: 1524 mm (60“) x 1828 mm (72“)Carga de Viento: 2.15 kPa (45 psf)Bite de Sellado: 19 mm (0.75“)

•Substratos:Vidrio monolítico gris, Revere powder coat, float gris de PPG®

World Savings CenterOakland (San Francisco), California

Exchange SquareHong Kong

•Fecha de Construcción:1984

•Ejecutantes:Arquitecto: Palmer and TurnerFabricante del Muro Cortina: Gartner y Builders Federal HKConsultor: Victor Mahler

•Environment: • Lluvias torrenciales frecuentes y tifones

Exchange SquareHong Kong •Tipo:

De 2 Lados•Tamaño:

2 Torres Gemelas de 200 mts de altura•Sellador Estructural:

Dow Corning® 795 Silicone Building Sealant•Detalle del Muro Cortina:

• Tensión de Diseño del Sellador: 138 kPa (20 psi)• Paneles Tipo #1 – vidrios de vision

• Bite de Sellado: 40 mm• Dimensiones: 1600 mm x 1280 mm• Carga de Viento: 5.26 kPa

• Paneles Tipo #2 – vidrios opacificados• Bite de Sellado: 40 mm• Dimensiones: 770 mm x 1280 mm• Carga de Viento: 5.26 kPa

•Substratos: • Vidrio Monolítico• 10,000 módulos montados en taller, incluyendo

vidrio y paneles de piedra

Exchange SquareHong Kong

Bürohochhaus Lyoner Str. 36Frankfurt am Main

•Diseño: JSK Architekten

•Condiciones Ambientales: • Variaciones en temperatura, humedad,

radiación infraroja y ultravioleta• Precipitación anual promedio 795 mm

Bürohochhaus Lyoner Str. 36Frankfurt am Main

•Tipo: De 4 lados

•Sellador Estructural: Dow Corning® 983 Silicone Glazing and Curtainwall Adhesive/SealantDow Corning® 3793 Insulating Glass Sealant

•Substratos: DVH, aluminio

Exchange SquareHong Kong

Proceso de Garantías

• Remisión del Proyecto

• Revisión de Planos

• Ensayos de Laboratorio:Adhesión

Compatibilidad

Manchado

• Evaluaciones in situ

En Obra

En el Taller

• Emisión de Garantías

La Revisión de Planos Determina:

Si las juntas están dimensionadas en función de las cargas del proyectoSi la configuración de las juntas es la correctaSi los operarios pueden limpiar adecuadamente las juntasSi se pueden llenar las juntasSi es posible realizar el control de calidad de las juntas

Muestras

• Deben ser representativas de las que se utilizaran en la construcción del proyecto

• Descripción, incluyendo fabricante, modelo y tipo• 3 unidades de cada uno de los materiales en contacto con

el sellador• Dimensiones: entre 15 y 30 cm

Ensayos de Adhesión Efectuado sobre:

• Vidrios• Spandrel• Mullions Metálicos• Paneles Metálicos• Piedras

Ensayos de Compatibilidad Efectuado sobre :

• Burletes• Espaciadores • Materiales accesorios que puedan liberar plastificantes en el sellador

Ensayos de ManchadoEfectuado sobre todos los substratossuceptibles al manchado

Beneficios Adicionales de los Ensayos

• Los fabricantes DEBEN proveer al instalador, las recomendaciones relativas a la correcta preparación de las superficies, aplicación y control

• Los fabricantes DEBEN estar en condiciones de recomendar los productos adecuados para el proyecto

• Estos documentos proveen instrucciones para la instalación cruciales para la adhesión y la durabilidad a largo plazo.

Conclusiones y Mensaje Final• El Vidriado Estructural con Siliconas requiere de un diseño adecuado y

de un estricto control de calidad durante su ejecución.

• Su performance ha sido comprobada bajo todas las condicionesclimáticas y eventos sísmicos.

• Las aplicaciones expuestas han demostrado la durabilidad de lassiliconas, sin presentar contracciones, resquebrajamientos o reversión.

• El sellador estructural de siliconas provee un anclaje continuo y flexible, absorbiendo los esfuerzos de tracción y corte.

• El método ha logrado la aceptación generalizada de la industria y continuará en el futuro debido su bajo costo de manteniemiento, conservando la buena apariencia de la fachada y reduciendo la infiltración de agua y aire.