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El color en el concreto: belleza y durabilidad |
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Algunos colores en la naturaleza son tan efímeros como una flor en plena floración o como el follaje de otoño en el punto más alto de su gloria. Otros colores son más duraderos. Entre los tonos que más perduran están los que encontramos en las rocas y en las piedras. Estos colores son tan permanentes como un pico de granito, y tan viejos como la pared de arenisca de un cañón. Constancia y cambio: para ambos hay un lugar en el diseño y la construcción. Puede ser deseable una exposición que cambie con cada estación en un diseño de paisaje. Pero al especificar edificios, pavimentos y estructuras, la mayoría de los diseñadores prefiere una mayor permanencia. Afortunadamente, los tonos en el concreto coloreado pueden ser tan durables como los que se encuentran en la naturaleza. Los pigmentos usados son los mismos responsables de la paleta de colores de la naturaleza. Disponibles en un amplio espectro de tonos, los óxidos minerales y otros pigmentos reconocidos usados en los aditivos del concreto coloreado son económicos, resistentes al clima y de un color durable. Integralmente mezclados en el concreto, los pigmentos se adhieren al cemento portland para llegar a formar parte permanente de la mezcla de concreto. Combinado con la durabilidad intrínseca del concreto, el color integral proporciona una belleza durable para complementar cualquier diseño. El uso del color se está incrementando en casi todos los tipos de concreto, desde el colado en obra, pasando por el premol-deado y la construcción tilt-up, hasta los productos manufacturados de concreto tales como bloques para mampostería, muros de retención segmentados y adoquines entrelazados. No es sorprendente ver cuánta belleza y valor agrega el color al concreto. La sorpresa está en los beneficios estéticos posibles cuando se consideran texturas, agregados expuestos, patrones estampados, revestimientos de forros arquitectónicos y otros acabados decorativos. En muchos proyectos arquitectónicos, el concreto coloreado es una alternativa económica a los materiales costosos de construcción, tales como la piedra o el azulejo. Aunque debe tomarse en cuenta el costo extra de los aditivos de color, pueden aplicarse colores integrales y darles acabado en la mayoría de los diferentes tipos de obras de concreto, usando técnicas similares a las requeridas para el concreto simple, de modo que los costos de aplicación adicionales sean razonables. Además, la permanencia del coloreado integral del concreto significa un ahorro significativo en los costos de ciclo de vida, en comparación con los gastos que implica aplicar y mantener capas de desgaste, recubrimientos, manchas o acabados pintados. La evidencia de la durabilidad de los colores en el concreto puede verse en proyectos de concreto coloreado en todo el mundo que han mantenido su atracción durante 25 años o más. Pero, en resumidas cuentas, ¿cuán permanentes son los tonos en el concreto coloreado? ¿Y cómo deben escribirse las especificaciones para asegurar los resultados deseados? Para responder a estas preguntas, los especificadores prudentes necesitan comprender de qué manera se pigmenta el concreto, los factores que influyen en la intemperización, y los resultados de las pruebas de laboratorio y de campo para la firmeza del color. Coloreando el concreto El concreto se produce a partir del cemento portland, arena, roca triturada o agregados y agua. Los aditivos pigmentados de color se agregan a esta receta básica para crear el concreto coloreado. Debido a que los aditivos de color se mezclan en el concreto, el color va en todas las fases a través de cada colocación o cada producto de concreto. Esto significa que, a diferencia de los tratamientos aplicados a la superficie, el color permanecerá visible aun en las esquinas martelinadas, en las superficies fracturadas expuestas o rugosas y en los cortes con sierra o cuando se sopletea con arena. Los aditivos de color más populares están hechos con pigmentos de óxido de hierro –el mismo compuesto que se encuentra en la herrumbre común–. Mientras que el color de la herrumbre común es generalmente un naranja rojizo, el óxido de hierro también se presenta en tonos de amarillo, café y negro. Al mezclar estos cuatro tonos primarios, se puede producir una amplia paleta de concreto coloreado. El óxido de hierro puede ser refinado de las menas que se producen naturalmente y de minerales tales como el ocre. Sin embargo, se dispone de colores más intensos a partir de óxidos de hierro sintéticos que se reciclan del hierro. Estos pigmentos son químicamente inertes, resistentes a la decoloración y ambientalmente seguros. Como lo sabe todo aquel que en alguna circunstancia haya tenido que tomar agua de un tubo oxidado, el óxido de hierro no es tóxico. Y si usted ha tratado alguna vez de remover la oxidación de un fregadero de cocina, sabrá que es un agente colorante muy resistente. Existen otros pigmentos minerales que extienden la paleta de colores en el concreto. Mientras que tales pigmentos resultan difíciles de conseguir, el óxido de cromio produce los verdes, y los productos de cobalto los azules. El dióxido de titanio puede usarse para blanquear una mezcla o producir tonos pastel. Pero el mismo efecto se logra generalmente de manera más económica usando cemento portland blanco. Aunque el negro de carbón es una alternativa económica para matizar el concreto negro y el gris, el concreto que lo contiene debe ser protegido contra la penetración del agua. Aunque el pigmento negro de carbón por sí mismo no se decolora, algunos grados del negro de carbón pueden blanquearse lentamente en el concreto que no está adecuadamente sellado, creando una apariencia de decoloración. En el concreto con aire incluido, o concreto expuesto a ciclos repetidos de mojado y secado, el óxido de hierro negro puede ser sustituido por negro de carbón. 1 Los aditivos de color se pulverizan en partículas microscópicas de alrededor de una décima de diámetro de un grano de cemento portland. Su tamaño pequeño los ayuda a adherirse al cemento e incrementan su resistencia de matiz. Cuando se agrega a una dosificación de concreto, los aditivos de color se dispersan en la pasta de cemento, la que luego cubre con una capa la arena y el agregado en el concreto. La adición de los aditivos de color no reduce la resistencia del concreto cuando se dosifica hasta 10 por ciento del peso de los materiales cementantes en una mezcla. Sin embargo, la mayoría de los aditivos de color se dosifican entre 2 y 6 por ciento El extremo inferior de este rango produce tonos sutiles que ofrecen apenas un matiz y que dan al concreto un moldeado atractivo. A tasas de dosificación más altas, el concreto se acerca a un estado de saturación del color, en donde la adición de más pigmento no resalta el efecto visual Hasta hace poco, la mayoría de los productores de concreto usaban pigmentos secos en polvo que tenían que ser manualmente pesados y agregados a la mezcladora. Actualmente los nuevos aditivos de color y las técnicas de manejo del material hacen que sea más fácil y económico el concreto coloreado. Por ejemplo, los productores de concreto premezclado usan aditivos de color en bolsas desintegrables que pueden arrojarse directamente a las mezcladoras sin abrirse o sin tener que verterse. Otras plantas de concreto están usando cada vez más una maquinaria controlada por computadora para medir y administrar el líquido o los pigmentos granulados. Estos sistemas automatizados permiten a los productores de concreto comprar tan sólo unos pocos tonos primarios del aditivo colorante a granel, y mezclarlos según se necesite para producir un amplio rango de colores de concreto estándar o a pedido especial. Estos nuevos métodos para manejar el color están virtualmente libres de polvos y simplifican el reto de mantener limpio el sitio de la obra o una planta de concreto. Los productores de concreto que mantienen estándares altos de control de calidad podrán proporcionar colores consistentes de una dosificación a la siguiente. La clave para un color uniforme es usar las mismas materias primas, proporciones de mezcla y métodos de producción en toda la obra. Además del tono y la dosificación del aditivo de color, las otras variables que afectan la apariencia del concreto incluyen el color de la arena, los tipos de agregados y el cemento portland en la mezcla; la relación agua/cemento; y la forma en que se cura el concreto. Estos mismos factores son igualmente críticos cuando se produce concreto gris simple con una apariencia uniforme. El color de la arena y del agregado es especialmente importante en los acabados de agregado expuesto o unidades de mampostería de concreto de caras fracturadas, ya que estos materiales llegan a estar expuestos en la superficie de concreto. Desde el punto de vista del diseño, también debe considerarse la textura de la superficie. Una superficie de concreto texturizada ligeramente sopleteada con arena o asperizada, aparecerá diferente a una superficie de acabado liso, aun cuando ambas estén idénticamente pigmentadas. Algunos productos de concreto son fabricados con varios colores que se entremezclan para dar a cada unidad una apariencia brillante o moteada. Es también común especificar mezclas o patrones compuestos de bloques para mampostería de concreto en una variedad de tonos. Las opciones texturizadas y abigarradas ofrecen una característica adicional para ocultar las pequeñas manchas o defectos que pueda sufrir una aplicación a través del tiempo. Durabilidad de los colores Los pigmentos usados en los aditivos de color son químicamente estables y no cambiarán significa-tivamente su tono bajo exposiciones normales ambientales. Los colores en las pinturas de las cuevas, por ejemplo, creados con óxido de hierro del suelo y con carbón de la leña quemada, se han preservado por miles de años. Actualmente, el concreto tiene que sobrevivir en ambientes más severos: áreas urbanas contaminadas, carreteras con intenso tránsito y a lo largo de las costas marinas. La buena noticia es que los aditivos colorantes de gran calidad son capaces de resistir la decoloración debida a la luz solar, la alcalinidad del concreto fresco, las reacciones químicas durante el proceso de curado del concreto, los compuestos descongelantes y el clima. Aun cuando los aditivos de color en sí mismos sean resistentes a la decoloración, todas las estructuras de concreto pueden cambiar su apariencia a través del tiempo, aun aquellas construidas con concreto no coloreado. Algunos cambios que pasan virtualmente inadvertidos en el concreto simple pueden ser más notables en el concreto coloreado. Al entender la dinámica de la intemperización del concreto, los especificadores estarán mejor preparados para evaluar los productos y tener expectativas más realistas de la apariencia a largo plazo de las estructuras de concreto coloreado.
Eflorescencia La eflorescencia es un depósito polvoso blanco que se puede formar en la superficie del concreto. Ocurre cuando la humedad disuelve las sales en el concreto y las lleva a través de la acción capilar hacia la superficie. Cuando se evapora la humedad, deja tras de sí un depósito de mineral. Aunque la eflorescencia no es un problema estructural, puede ser estéticamente objetable. En el concreto gris ordinario, el depósito blanco frecuentemente pasa sin notarse. Pero en el concreto con colores oscuros, el depósito puede tener el efecto de aclarar el color de la superficie o decolorarla. A fin de minimizar el potencial de la eflorescencia, las estructuras deben diseñarse para reducir al mínimo la entrada de humedad en el concreto. Por ejemplo, las partes superiores de los muros de mampostería de concreto deben cubrirse durante la construcción cuando haya probabilidad de lluvia. La parte posterior de los muros de retención debe tener un sistema de drenaje para recoger el agua antes de que entre en los muros. Los muros deben también tener lloraderos para permitir que escape el agua. Y los pavimentos de concreto deben instalarse en capas base bien drenadas. Con frecuencia, la eflorescen-cia ocurre poco después de haber sido construido un edificio o un pavimento. Si la construcción se hace durante una temporada seca, este «nuevo botón de la construcción» puede no aparecer hasta después de la primera temporada de lluvias. A menudo esta eflorescencia será removida de manera natural por el agua de lluvia o por el tránsito. En los casos en que se produzcan depósitos pesados o continuos, es recomendable investigar y corregir la fuente de las sales y la humedad que contribuyen al problema. Después, la eflorescencia debe removerse tan pronto como sea posible para evitar la formación de carbonato de calcio, un depósito mineral muy difícil de remover. La mayor parte de la eflorescencia puede quitarse por medio de un cepillado seco seguido de un lavado con agua abundante. Los depósitos más difíciles pueden requerir el uso de un removedor de eflorescencia patentado. Siga las instrucciones del fabricante del químico y pruebe sobre una pequeña sección de concreto para determinar el impacto visual de la solución de limpieza. Enjuague completamente el concreto después de la limpieza. Note que el uso de limpiadores ácidos puede afectar la apariencia del concreto coloreado. La publicación «El Control y la Remoción de la Eflorescencia», que se encuentra disponible en la Asociación Nacional de Mampostería de Concreto, tiene mayor información sobre este tema. 3 Amarillamiento del concreto Otro factor en el intemperismo es que el concreto puede tornarse amarillo con el tiempo. El impacto del amarillamiento es más notable en el concreto no coloreado o ligeramente pigmentado que en el concreto con altas dosis de pigmento. Aunque el cambio de color generalmente es muy ligero, de todos modos puede ser una consideración a tener en cuenta cuando se trata de igualar nuevos materiales a la construcción vieja. Erosión A lo llargo del tiempo, la apariencia de una estructura puede cambiar debido al desgaste de la superficie de concreto. En el concreto nuevo, la pasta de cemento coloreado cubre con una capa cada grano de arena o de pedazo de agregado, y el color total del concreto está determinado principalmente por la pigmentación. A medida que la pasta de cemento coloreado se erosiona o se desgasta, la arena y el agregado se hacen invisibles en la superficie y pueden influir en el color total del concreto. Cualquier cambio en la textura del material afectará también la apariencia. Si el concreto va a estar sujeto a aguas corrientes, arena soplada por el viento, tránsito vehicular pesado u otras condiciones que puedan causar un desgaste acelerado y no uniforme, el especificador debe evaluar la apariencia del concreto por la intemperie así como el color en la obra nueva. Sellado y limpieza Para la retención óptima de color, los especificadores deben considerar la aplicación de un repelente al agua o un sellador a las superficies de concreto. Un repelente o un sellador de buena calidad reduce el potencial del concreto para ensuciarse o mancharse, y hace más fácil su limpieza. Al reducir la penetración de la humedad a través de la cara del concreto, los repelentes o selladores pueden también reducir la eflorescencia. Los selladores brillosos pueden crear una apariencia mojada que oscurece el color aparente del concreto. Otros selladores pueden conseguirse en acabado mate. En general, los selladores no deben aplicarse hasta después que el concreto se haya curado por lo menos 28 días, que se haya quitado la eflorescencia y que se le haya dado una limpieza general. Sin embargo, con o sin repelentes al agua o selladores, el concreto coloreado proporcionará años de servicio y buena apariencia. Si se desea, un fregado ocasional con un detergente suave seguido de un enjuague completo y cuidadoso con agua limpia, es todo lo que se requiere para mantener limpio el concreto y darle su mejor apariencia. Estándares y pruebas industriales La durabilidad del concreto coloreado ha concitado la atención de científicos y coloristas en todo el mundo. Uno de los primeros estudios formales sobre la firmeza del color del concreto coloreado lo realizaron investigadores de la Universidad de Maryland hace más de 30 años. 4 Además de las cuestiones acerca de la resistencia de los pigmentos, también les interesó saber si los pigmentos afectaban otras propiedades del concreto. Trabajando con varios colores y tasas de dosificación del pigmento de óxido de hierro, sometieron especímenes de concreto coloreado a una batería de pruebas de laboratorio. Ellos informaron que, «en resumen, se encontró que los pigmentos son relativamente inertes cuando se incorporan en el concreto y que no perjudican sus propiedades más importantes. La resistencia mostró una ligera mejoría cuando se usaron pigmentos, pero probablemente la magnitud fue de poca importancia. Los colores eran razonablemente permanentes aun cuando el concreto estaba expuesto a intemperismo natural.» De acuerdo con una reciente entrevista con el investigador principal del informe, las observaciones de las muestras continuaron durante más de una década depués de publicado el informe y se verificó la retención a largo plazo de los colores del concreto. Este y otros estudios fueron codificados en el ASTM C 979-82, Especificación Estándar para Pigmentos para Concreto Integralmente Coloreado, el estándar ampliamente utilizado en la industria para agentes colorantes usados en el concreto. Éste establece los procedimientos y los parámetros de evaluación de los factores que afectan la fabricación del concreto coloreado, tales como la capacidad de los pigmentos para dispersarse en una mezcla de concreto, la resistencia a la alcalinidad del cemento y la estabilidad en condiciones de curado. Con respecto al intemperismo, el estándar exige que los pigmentos no sean solubles al agua y que resistan la exposición a la luz. El mundo real es más complejo que el laboratorio, de modo que las pruebas aceleradas deben corroborarse mediante exposición a largo plazo en el campo. Dos estudios técnicos han examinado la durabilidad de los productos de concreto. Jungk y Kurz 1 examinaron datos de sitios de prueba en Alemania, Suecia y los Países Bajos e identificaron las características de los pigmentos capaces de proporcionar rendimiento a largo plazo. Buchner y Kundgen 5 examinaron sitios de prueba en donde el concreto coloreado había sido expuesto a intemperismo hasta 25 años o más. < Estos y otros estudios similares realizados por productores de concreto proporcionan una base empírica para los especificadores, para que tengan confianza en los aditivos de color y métodos de coloración actualmente empleados por la mayoría de los productores de concreto en todo el mundo. La prueba real está bajo los pies La palabra «concreto» es prácticamente sinónimo de permanencia en nuestro idioma. Y con razón: el concreto coloreado ha resistido la prueba del tiempo. Considere, por ejemplo, el siguiente caso: una década después de haberse instalado por primera vez un camino particular frente a un edificio de oficinas, tuvo que ser removido para permitir una adición a la estructura. Afortunadamente, el camino particular se había construido con adoquines de concreto coloreado entrelazado. El arquitecto permitió que los adoquines salvados se reinstalaran en frente de la nueva adición. Una vez que se lavaron los adoquines viejos, casi no podían diferenciarse de los nuevos usados en un área adyacente. Esto no quiere decir que el color y la apariencia del concreto no cambien. Al igual que ocurre con cualquier material natural, son de esperarse variaciones pequeñas en el color o en la apariencia del concreto, ya sea coloreado o no. Y al igual que muchos otros productos arquitectónicos, el concreto coloreado tiene una pátina de edad. Sin embargo, los diseñadores pueden imaginar cómo sus productos evolucionan con el paso del tiempo. Ellos prevén que la ramita plantada este año crecerá hasta ser un robusto roble. Como ese roble, los edificios y los pavimentos especificados con concreto coloreado permanecerán hermosos estación tras estación. Copyrignt 1988 by Davis Colors Referencias
1. Jungk, A.E. y G. Kurz, «Outdoor Exposure of Carbofin in Concrete»,
Betonwerk + Fertigteil - Technik, noviembre de 1992. Este artículo se publicó en Concrete International y se reproduce con la autorización del American Concrete Institute. Nick Paris es vicepre sidente de mercadotecnia en Davis Colors, Los Angeles, California, donde está a cargo de las marcas de productos de aditivos de color en pequeños paquetes. Michel Chusid es arquitecto y especificador de construcción certificado. Es Presidente de Chusid Associates, de Studio City, California, firma que se especializa en la evaluación de materiales de construcción y mercadotecnia, y consultor en Davis Colors. |
Resumen: El concreto coloreado es cada día más empleado en la construcción, y las razones están dadas por las ventajas de todo tipo que ofrece, entre las que se cuentan la durabilidad del material y la permanencia de la pigmentación. Este artículo contiene una información muy útil y completa sobre lo que hay que saber al momento de establecer las especificaciones para alcanzar en la obra los resultados esperados.
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Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto, A.C. |
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