LOS SELLADORES DE SILICONAS

Los Selladores de Siliconas
Una Visión Integral
Alberto Chiavarini
Dow Corning de Argentina
Títulos
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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
Ø
se produce la rotura
Carga
de 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
Y todos los selladores tienen
la misma capacidad de movimiento?
La norma ASTM C-719 provee de los ensayos para
determinar la capacidad de movimiento de un sellador
Y cuáles son las consecuencias de elegir
el producto inadecuado?
• Rotura de la junta
• Falla adhesiva de la junta
• Juntas más anchas
Dimensionado de Juntas
Supongamos para el ejemplo que
el movimiento total de la junta ΔA
es de 5 mm
Ancho de Junta = 100/Cap. de Mov. del Sellador x Movimiento (mm) + Tolerancias
Con un sellador convencional de ± 25% de Capacidad de Movimiento:
Ancho de Junta = 100/25 x 5 mm + 3 mm = 23 mm
Para un sellador climático de ± 50% de Capacidad de Movimiento:
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 para
Cargas Vivas: 138 kPa
Deformación del Sello Estructural
bajo Carga de Viento
Diseño del Vidriado Estructural
Bite
Espesor
Bite ≥ Espesor ≥ 6.35 mm
Bite ≥ 1/2 Lado menor del panel x Carga de Viento
Resistencia de Diseño del Sellador
Instalación del Sellador
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Limpieza
Imprimación
Instalación del cordón de respaldo
Enmascarado
Aplicación del Sellador
Espatulado del Sellador
Retiro de Cintas de Enmascarar
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
Cómo fallan los selladores?
Cohesivamente
•
•
•
•
•
Movimiento
Perfil de la Junta
Endurecimiento
Pulverización
Resistencia al desgarro
Cómo fallan los selladores?
Deterioro
•
•
•
•
•
•
Endurecimiento
Pulverizado
Deformación permanente
Reversión
Incompatibilidad
Manchado
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 Silicona
Selección 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 Selladores
QUIMICA ¨
Sellador
Oxímico
Sellador
Amídico
Sellador
Alchólico
Sellador
Estructural
Aplicación Principal
Sellados en Gral.
Sellado Climático
Sellado Climático
Sellado Estructural
Tensión Máx Tracción
275 psi
100 psi
120 psi
350 psi
Elongación a rotura
300%
1600%
460%
525%
Tensión al 25% de def.
Tensión al 50% de def.
60 psi
80 psi
15 psi
20 psi
40 psi
60 psi
50 psi
75 psi
Dureza Shore A
35 pts
15 pts
30 pts
40 pts
Cap. de Mov de Junta
+/- 25%
+100%
- 50%
+/- 50%
+/- 50 %
Tiempo de Secado al
Tacto 50% HR
< 10 min
60 min
< 60 min
65 min
Tiempo de Curado
1 – 2 días
7- 14 días
7 – 14 días
7 – 14 días
Tiempo para
Adherencia Completa
7 días
14 – 21 días
14 – 21 días
14 – 21 días
Por qué utilizar siliconas?
•
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•
•
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•
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
Únicamente las siliconas poseen las
propiedades y durabilidad
requeridas para el Vidriado Estructural
•
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
Relevamiento de Proyectos en Servicio
20 años de Historia
BP Exploration Alaska
Anchorage, Alaska
Fecha de Construcción:
1983
Ejecutantes:
Arquitectos: HOK Arquitectos
Olympian 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
BP Exploration Alaska
Anchorage, Alaska
•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 mm
Dimensiones de los paneles: 1880 mm x 2134 mm
Carga de Viento: 1,92 kPa
•Substratos:
•
Termopaneles, granito, Kynar®
BP Exploration Alaska
Anchorage, Alaska
Wells Fargo Tower
Las Vegas, Nevada
•Fecha de Construcción:
1986
•Ejecutantes:
Propietarios (al momento de la construcción): Howard Hughes
Properties y First Interstate Bank
Arquitecto: Welton Becket Associates
Consultores de Ingeniería: Heitmann & Associates, Inc.
Contratista: C.L. Peck Contratista
Fabricante 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 Tower
Las 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 kPa
Bite de Sellado: 25 mm
Dimensiones de los Paneles: 1575 mm x 3200 mm
Carga de Viento: 3.02 kPa
•Substratos:
•
•
Kynar®
Cristales reflectivos
Wells Fargo Tower
Las Vegas, Nevada
Metropolitan Tower
146 West 57th, New York, New York
•Fecha de Construcción:
1985
•Ejecutantes:
Propietario (al momento de la construcción): Harry Macklowe
Consultor: Gordon H. Smith
Arquitecto: Schuman, Clamon, Effron & Lichtenstein
Contratista Principal: Diamond Arquitectourals
Gerenciadora: HRH
Fabricante 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 Tower
New York, New York
•Tipo: De 4 Lados (el primero en Nueva York)
•Tamaño: 67 pisos
•Sellador Estructural:
Dow Corning® 983
Dow Corning® 795
•Detalles del Muro Cortina:
•
•
Tensión de Diseño del Sellador: 20 psi
Paneles Tipo 1
•
•
•
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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
Temperature (°F) / Precipitation (inches)
Metropolitan Tower
New York, New York
World Savings Center
Oakland (San Francisco), California
•Fecha de Construcción:
1985
•Ejecutantes:
Curtainwall: PPG Industries
Contratista: RPS Arquitectoural Products
•Condiciones Ambientales:
Terremotos importantes y frecuentes
A menos de 1 km de la autopista Nimitz que colapasara en
el terremoto de 1989
Precipitación anual 533 mm
World Savings Center
Oakland (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 Center
Oakland (San Francisco), California
Exchange Square
Hong Kong
•Fecha de Construcción:
1984
•Ejecutantes:
Arquitecto: Palmer and Turner
Fabricante del Muro Cortina: Gartner y Builders Federal HK
Consultor: Victor Mahler
•Environment:
•
Lluvias torrenciales frecuentes y tifones
Exchange Square
Hong 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
•
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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 Square
Hong Kong
Bürohochhaus Lyoner Str. 36
Frankfurt am Main
•Diseño:
JSK Architekten
•Condiciones Ambientales:
•
•
Variaciones en temperatura, humedad,
radiación infraroja y ultravioleta
Precipitación anual promedio 795 mm
Bürohochhaus Lyoner Str. 36
Frankfurt am Main
•Tipo:
De 4 lados
•Sellador Estructural:
Dow Corning® 983 Silicone Glazing and
Curtainwall Adhesive/Sealant
Dow Corning® 3793 Insulating Glass Sealant
•Substratos:
DVH, aluminio
Exchange Square
Hong 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 proyecto
Si la configuración de las juntas es la correcta
Si los operarios pueden limpiar adecuadamente las juntas
Si se pueden llenar las juntas
Si 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 Manchado
Efectuado sobre todos los substratos
suceptibles 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 condiciones
climáticas y eventos sísmicos.
•
Las aplicaciones expuestas han demostrado la durabilidad de las
siliconas, 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.