Las cubiertas metálicas se han utilizado ampliamente en la mayoría de las plantas industriales y algunos edificios públicos de China debido a su ligereza, bajo coste y rápida construcción. Sin embargo, aunque dominan el mercado de las cubiertas industriales, los problemas de fugas causados por sus características inherentes siempre se han considerado un problema persistente que afecta la producción y la vida cotidiana. Tomando como ejemplo la reparación de la impermeabilización de la cubierta de la fábrica Manton de Beijing, este artículo analiza las principales causas de fugas en cubiertas de chapa de acero y la selección de soluciones. Presenta la aplicación del sistema de membrana impermeabilizante de PVC de adherencia total en la renovación de este tipo de cubierta con fugas, incluyendo la tecnología de construcción y los puntos clave del control de calidad.
Tomando como ejemplo el proyecto de techo aislado compuesto de chapa de acero perfilada de la fábrica Manton de Beijing, la inspección en el sitio reveló que la chapa de acero era propensa a deformarse debido a la temperatura y la deformación por carga de la capa base de la estructura de acero. Bajo la influencia de la expansión y contracción térmica, las cargas de viento y el tráfico peatonal, las juntas traslapadas de la chapa de acero se aflojaron y abrieron, dañando la impermeabilización original y causando goteras. Particularmente en las juntas, donde se usaron diferentes materiales para la conexión, como la conexión entre el muro del parapeto y el canalón hecho de chapa de acero, y los tragaluces del techo y otras partes salientes del techo, los cambios de tensión asincrónicos en los materiales llevaron al aflojamiento en las juntas, causando que el agua de lluvia se filtrara directamente al edificio (Figura 1).
Figura 1. Falla de las medidas de impermeabilización en la unión de los muros a dos aguas y otras estructuras (izquierda) y aflojamiento y desprendimiento del tapajuntas metálico en la cumbrera del techo (derecha).
01 ¿Cuáles son las opciones para impermeabilizar y reparar techos metálicos?
Para abordar el problema de filtraciones cada vez más grave de los techos de metal perfilado, las prácticas domésticas actuales suelen implicar el uso de membranas o revestimientos de betún modificado comunes para reparaciones localizadas o generales. Numerosos casos de fallas demuestran que estas dos soluciones de reparación basadas en materiales no pueden resolver de forma permanente los problemas de filtraciones en techos de metal, lo que a menudo conduce a un ciclo de "reparaciones, filtraciones y más reparaciones".
Requisitos y características de la reparación de impermeabilización de techos metálicos: Los techos metálicos están expuestos al exterior durante períodos prolongados y se ven muy afectados por las condiciones naturales. Por lo tanto, el tratamiento de impermeabilización debe ajustarse a las características de las estructuras metálicas. Los materiales impermeabilizantes seleccionados deben poseer las siguientes propiedades:
1) Buena elasticidad y resistencia a la tracción a la rotura para soportar diversas vibraciones y desplazamientos del techo;
2) Buena resistencia a la intemperie y al envejecimiento por rayos UV;
3) Adaptabilidad a diversos climas y un amplio rango de temperatura de funcionamiento para garantizar el rendimiento del producto a temperaturas altas y bajas y cumplir con los requisitos de diferencias de temperatura y calentamiento/enfriamiento repentino;
4) Tratamiento uniforme de diversas áreas con formas irregulares, etc.
Factores limitantes en el diseño y construcción de reparaciones de impermeabilización para techos metálicos El plan de reparación de edificios con techos metálicos existentes está limitado por varios factores, entre ellos:
1) minimizar o eliminar el impacto en el uso normal del interior por parte del propietario;
2) requiriendo un mínimo de ruido, vibración y olor;
3) emplear soldadura con aire caliente en el lugar, evitando operaciones con llama abierta y minimizando la contaminación;
4) la resistencia, el estado de corrosión y el grado de deformación de la placa de acero;
5) el estado general del edificio (estructura, asentamientos, grietas, filtraciones o goteos);
6) requisitos de carga de viento del techo;
7) Condiciones de carga: la masa del material de la capa de reparación añadida debe ser inferior a 5 kg/m² (según los límites de carga de diseño).
Selección de la solución para la renovación de la impermeabilización. El proyecto de la fábrica de alimentos Mankton de Pekín solo requería la restauración de la impermeabilización. Por lo tanto, se adoptó un sistema de adhesión total, uniendo firmemente los rollos de PVC a la superficie de la placa de acero con un adhesivo especial resistente a la intemperie. Se utilizó soldadura de aire caliente en las juntas de solape, lo que resultó en una unión resistente, fiable y sin juntas. La implementación específica de la solución de renovación de la impermeabilización del techo con rollos de PVC utilizada en este proyecto se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Diagrama de construcción del método de renovación de techo
Las ventajas de utilizar un sistema de membrana de techo de PVC de adhesión total para reparaciones incluyen:
1) La membrana impermeable de PVC delgada y suave se puede adherir fácilmente a las corrugaciones de la chapa de acero perfilada.
2) La membrana impermeable de PVC Sika Sarnafil cuenta con un excelente rendimiento y está certificada por BBA para una vida útil de 35 años; su superficie blanca tiene una alta reflectividad solar, minimizando la absorción de calor y mejorando el aislamiento térmico del techo y los efectos de ahorro de energía.
3) La capa de refuerzo de fibra de vidrio proporciona una excelente estabilidad dimensional y buena resistencia al impacto mecánico, soportando el desgaste a largo plazo de las tuercas de la chapa de acero; el respaldo no tejido proporciona aislamiento y amortiguación contra el sustrato, al mismo tiempo que mejora la adhesión.
4) La membrana tiene un alto alargamiento de rotura, lo que le permite adaptarse bien a la deformación del sustrato.
5) Menos capas de techo, menor carga, construcción más fácil y mayor resistencia al levantamiento por el viento.
02 ¿Cómo realizar una reforma de impermeabilización de tejado?
Secuencia de construcción: Limpieza del sustrato → Colocación y fijación completa de la membrana impermeable de PVC → Soldadura con aire caliente de la membrana → Tratamiento de detalle.
Requisitos del sustrato: El sustrato del panel del techo debe tratarse antes de la construcción. Debe limpiarse a fondo con agua (o con un paño húmedo si esto no es posible) y, si es necesario, usar productos de limpieza o diluyentes. A continuación, se debe secar completamente. Las zonas del panel con oxidación intensa deben lijarse y el sustrato debe limpiarse para garantizar la adherencia de la membrana (Figura 3).
Figura 3. Esmerilado y eliminación de óxido de la base de la placa de acero (izquierda) y eliminación del exceso de placa de acero en el área de la canaleta (derecha).
La membrana de PVC en rollo se coloca a lo largo de las crestas de la placa de acero durante la construcción de adhesión total, con solapes soldados en los canales. Primero, se preinstala la membrana, colocándola sobre el sustrato según su contorno, asegurándose de que esté plana, recta y sin torsiones. Los solapes en los lados largos deben ser de al menos 80 mm; las juntas en los lados cortos deben soldarse a tope con una tira de 150 mm de ancho de membrana de PVC no compuesto.
Utilice una rasqueta (o rodillo) para aplicar uniformemente una capa de adhesivo tanto a la membrana como al sustrato. La dosis recomendada es de 0,5 kg/m². Cuando el adhesivo esté semiseco y aún no adherido, únalos y compáctelos con un rodillo (Figura 4).
Figura 4. Adhesión de material laminado a chapa de acero perfilada
Para la superposición del lado largo, la soldadura con aire caliente se realiza directamente utilizando una máquina de soldar automática; para la unión a tope del lado corto, la soldadura con aire caliente se realiza después de la superposición con un material en rollo no compuesto de 150 mm de ancho, y el ancho de soldadura no es inferior a 25 mm (Figura 5).
Figura 5. El lado largo se soldó utilizando una máquina de soldar automática (izquierda) y el lado corto se soldó utilizando una máquina de soldar portátil (derecha).
03 ¿Cómo manejar nodos detallados?
Los componentes prefabricados que coinciden con las juntas de placas de acero se fabrican en el lugar para las juntas de placas de acero, como las cumbreras, para garantizar la confiabilidad y la estética de las juntas y mejorar la eficiencia de la construcción (Figura 6).
Figura 6 Construcción de nodos de unión de placas de acero
Para las juntas de canalones externos, se corta la placa de acero en la sección extendida del canalón y se sella la membrana del techo a la placa de acero del canalón interno. Posteriormente, se aplica un sellador resistente a la intemperie para prevenir eficazmente el reflujo del agua de lluvia en la habitación.
Para las juntas de penetración de tuberías en el techo, al colocar la membrana principal, se corta la sección correspondiente para permitir el paso de la tubería. A continuación, se fija la tubería a lo largo del borde vertical con la membrana, soldando el extremo inferior a la membrana principal. El extremo superior se aprieta con una abrazadera metálica y se sella con sellador (Figura 7).
Figura 7. Tratamiento del nodo de entrada de la turbina eólica
La claraboya original en el nodo de la claraboya del tejado estaba deteriorada y dañada. Para garantizar la seguridad y la impermeabilización general del tejado, se fijó una placa de acero sobre la claraboya original, a la que se adhirió completamente un rollo grande de PVC y se soldó encima (Figura 8).
Figura 8. Método de construcción de junta de claraboya revestida con placa de acero.
