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Eifs and Stucco

Exterior Insulation and Finish Systems (Eifs) es un sistema de revestimiento relativamente nuevo que combina un acabado con una capa de aislamiento exterior. El acabado se compone de agregado polimérico (orgánico) Unido y cemento reforzado con una malla de vidrio. El estuco es un revestimiento hecho de cemento inorgánico (cemento Portland y/o cal), arena unida o tierra utilizada durante miles de años. Aunque estos dos revestimientos pueden tener el mismo aspecto, funcionan de manera muy diferente.,

los problemas

Los Fei se hicieron muy populares en la década de 1980 y experimentaron un número significativo de fallas graves, casi todas relacionadas con la penetración de la lluvia. Los primeros FEI utilizaron un enfoque de sellado facial (definido más adelante). Los sistemas de aislamiento y acabado exterior (EIF) con sellado frontal son inherentemente defectuosos e inadecuados para su uso como un sistema de revestimiento exterior donde los componentes sensibles a la humedad se utilizan sin una disposición para el drenaje o en lugares y conjuntos sin un secado adecuado. La mayoría de los FEI del pasado eran sistemas de sellado frontal que, por definición, no tenían disposiciones para el drenaje., El sistema típico también contiene materiales sensibles a la humedad. Específicamente, se utilizan los siguientes componentes sensibles a la humedad: Tablero de yeso exterior, Tablero de filamento orientado (OSB) o revestimiento de madera contrachapada, pernos de metal o madera, aislamiento de cavidad de fibra de vidrio y revestimiento de tablero de yeso interior (Figura 2). los FEI drenados son significativamente diferentes de los sistemas de sellado frontal en que, por definición, tienen una disposición para el drenaje (Figura 3). A diferencia de los sistemas de barrera perfecta sellados con cara, tales sistemas se pueden utilizar con éxito como un sistema de revestimiento exterior en esencialmente todos los climas y exposiciones., Los FEI drenables no están sujetos a las mismas limitaciones de uso que los sistemas de sellado frontal o barrera. De hecho, los EIF drenables se encuentran entre los conjuntos de control de humedad más robustos y avanzados disponibles.,

Figura 2: La cara de sellado de EIFS Asamblea

Efecto del Clima

en El exterior y en el interior el clima en muchas regiones a lo largo de América del Norte proporcionar limitado de secado potenciales debido a la alta humedad relativa durante todo el año., Esto es particularmente un problema en climas cálidos y húmedos y mixtos. Este potencial de secado limitado proporciona un secado inadecuado para los FEI donde se utilizan componentes sensibles a la humedad sin una disposición para el drenaje. El secado interno se elimina esencialmente mediante la instalación de barreras de vapor interiores o acabados interiores impermeables, como revestimientos de paredes de vinilo.

el daño por humedad es, en esencia, una cuestión de tasa. Cuando la velocidad de humectación es mayor que la velocidad de secado, se produce acumulación., Cuando la cantidad de humedad acumulada excede la capacidad de almacenamiento de humedad segura o tolerable de un material, se produce un deterioro. El daño típico de la humedad en un conjunto de EIFS es el deterioro debido al moho, los hongos de descomposición de la madera y la corrosión que conduce a la descomposición, la pérdida de resistencia y la decoloración. Los componentes principalmente afectados son el revestimiento de yeso interior y exterior, los pernos de metal o madera y el aislamiento de la cavidad de fibra de vidrio. Menos afectados son la lámina y los selladores del EIFS.,

La tasa de humectación de un conjunto de edificios es una función de exposición, Diseño, Construcción y operación/mantenimiento. La velocidad de secado de un edificio es una función de los mismos parámetros.

el principal mecanismo de humectación para los conjuntos EIFS es la lluvia. Al igual que todos los sistemas de Revestimiento, Los FEI son sensibles a la frecuencia y gravedad de la lluvia. La cantidad de lluvia depositada en una superficie determina el tipo de enfoque necesario para controlar la lluvia. La figura 4 es un mapa de precipitaciones anuales para América del Norte., Este mapa define cuatro regiones de exposición a la lluvia basadas en la precipitación anual en una superficie horizontal: extrema, alta, moderada y baja. La lluvia que debe ser controlada por las paredes es la lluvia sobre una superficie vertical. La cantidad de lluvia realmente depositada en una pared puede variar dramáticamente (por un factor de diez) en una zona climática dada dependiendo de la altura, la exposición, los voladizos y los detalles de la superficie. En resumen, el clima y la arquitectura definen la cantidad de exposición a la lluvia. Para todas las exposiciones excepto las más bajas (p. ej.,, la pared de un edificio de una planta con una envoltura alrededor de porche) cara sellada se acercó no se puede recomendar.

Fotografía 1: detalles arquitectónicos como voladizos, balcones y conexiones de barandilla contribuyen a la cantidad de lluvia depositada en o sobre una pared.

Figura 4: Mapa de lluvias de América del Norte

estrategias de control de lluvia

tres tipos amplios de estrategias de control de lluvia están disponibles para recintos de edificios (Véase también BSD-013: control de lluvia en edificios).,

• Water managed:
  • almacenamiento o depósito
  • drenado
• barrera perfecta

el método de almacenamiento o depósito se utiliza tradicionalmente con conjuntos pesados, masivos y sólidos de materiales no sensibles al agua, como piedra, ladrillo, mampostería y estructuras de hormigón. El enfoque drenado se usa tradicionalmente con construcciones livianas, huecas y sensibles al agua, como marcos de madera, muros cortina y estructuras de marcos de acero. El enfoque de barrera perfecto se ha aplicado a unidades construidas en fábrica, muros de cortina y algunos EIF.,

el enfoque de almacenamiento asume que algo de agua de lluvia pasará a través del sistema de revestimiento hacia el conjunto de la pared. En general, esta agua de lluvia se almacena en la masa del conjunto de pared hasta que se seca por difusión, capilaridad y flujo de aire se produce tanto al exterior como al interior. El enfoque de barrera se basa en materiales resistentes al agua, un depósito o capacidad de almacenamiento significativa y un equilibrio entre los potenciales de humectación y los potenciales de secado. Históricamente hablando, esta es la tecnología más antigua utilizada para el control de la lluvia.,

el enfoque drenado también asume que algo de agua de lluvia pasará a través del revestimiento o la cara del conjunto de la pared. Sin embargo, la mayor parte de esta agua de lluvia se drena hacia el exterior. Un plano de drenaje se instala detrás del revestimiento exterior para facilitar este drenaje. Este plano de drenaje requiere un espacio de drenaje (espacio de aire), tapajuntas y aberturas de llanto para funcionar. El espacio de drenaje, que puede ser tan pequeño como el espacio entre dos hojas de papel de construcción, permite que el agua de lluvia drene entre el plano de drenaje y el revestimiento exterior., El tapajuntas recoge el agua de drenaje y la dirige hacia el exterior a través de las aberturas de llanto. La pequeña cantidad de agua de lluvia que no drena hacia el exterior, se seca por difusión, capilaridad y flujo de aire hacia el exterior o el interior como en el enfoque de almacenamiento.

el enfoque de barrera perfecta asume que una sola capa controlará toda la penetración de la lluvia. Si esta capa es la capa más exterior, el enfoque a menudo se etiqueta » cara sellada.»Si la barrera se coloca dentro del conjunto, se denomina «barrera oculta».,»

estuco tradicional

Los revestimientos de estuco tradicionales han empleado con éxito los enfoques de gestión del agua, tanto de almacenamiento como de drenaje. El estuco tradicional renderizado en el exterior con un estuco a base de cemento Portland es un ejemplo clásico y exitoso de un enfoque de almacenamiento para el control de la lluvia. Una pintura permeable al vapor se utiliza a menudo sobre la representación del estuco para reducir la absorción de agua de lluvia mientras que todavía permite el secado al exterior. Los acabados interiores son típicamente permeables al vapor y se mantienen alejados de la superficie interior de mampostería para promover el secado al interior., El agua de lluvia que entra a través de la cara de estuco se almacena de forma inofensiva en la pared de mampostería hasta que se puede secar al interior o al exterior.

el estuco tradicional que utiliza el enfoque drenado (Figura 5) es común para las paredes de vigas de madera o acero que están enfundadas con madera contrachapada o tablero de yeso. Dos capas de papel de construcción y listón de metal se instalan teja moda sobre el revestimiento exterior. Un estuco a base de cemento Portland se vierte sobre el listón de metal y los papeles de construcción. Los papeles de construcción absorben agua, se hinchan y se arrugan., Después de la aplicación, los papeles de construcción se secan, se encogen y el estuco se deshace de los papeles de construcción creando un espacio de drenaje. El espacio de drenaje está conectado a soleras o tapajuntas para completar el sistema. El agua que entra a través de la cara de estuco es drenada de nuevo al exterior por el plano de drenaje y las reglas de llanto o sistema de tapajuntas.

Los sistemas tradicionales de estuco reconocen lo obvio: las grietas del estuco. Además, debido a las grietas tradicionales del estuco, los sistemas tradicionales de estuco tienen fugas. Dado que los sistemas de estuco tradicionales tienen fugas, se debe abordar la fuga de agua de lluvia., Esto se hace ya sea mediante la construcción de conjuntos de materiales resistentes al agua, tales como mampostería y basándose en altos potenciales de secado o mediante el uso de gestión del agua – planos de drenaje, espacios de drenaje y sistemas de tapajuntas.

Figura 5: Conjunto de estuco drenado tradicional

muchos otros sistemas de revestimiento tradicionales también reconocen la obvia fuga de sistemas de revestimiento., Fugas de ladrillo, fugas de revestimiento de madera, fugas de revestimiento de vinilo, fugas de piedra, fugas de granito, fugas de estuco, fugas de revestimiento de cartón duro, fugas de hormigón prefabricado, fugas de montajes de muros cortina, fugas de todo. Dado que todo tiene fugas, los ensamblajes se construyen con materiales resistentes al agua o se drenan. Esta es una regla fundamental de diseño y construcción.

los edificios de poca altura con poca exposición (voladizos, formas simples) construidos en climas con poca lluvia (por ejemplo, menos de 20″ por año), y mucha capacidad de secado (aire seco y sol) se han construido con poca preocupación por el control de la lluvia., Casi cualquier cosa se puede construir usando cualquier tipo de material. En estas situaciones, las paredes no se mojan mucho y se secan rápidamente. La tasa de humectación es baja, mientras que la tasa de secado es alta: rara vez se produce acumulación e incluso se pueden usar materiales sensibles a la humedad en un enfoque de almacenamiento, y las paredes con barreras perfectas fallidas rara vez presentan problemas.

la construcción tradicional reconoce algo más que también es obvio: no es posible confiar en una mano de obra perfecta y materiales perfectos. Las personas son imperfectas y los materiales son imperfectos., Hay limitaciones a lo que se puede esperar de las personas en el campo y hay variación en la calidad de los materiales, desde los selladores hasta el grado de la madera, desde la densidad del revestimiento de espuma hasta la permeabilidad de la pintura.

EIF sellados y juntas selladoras

confiar en una mano de obra perfecta y materiales perfectos para mantener la lluvia fuera, en un lugar donde llueve, es un defecto fundamental en la lógica. Es contrario a la experiencia histórica y contraria a la naturaleza humana., Esta es la razón por la que los FEI son inherentemente defectuosos e inadecuados para su uso como sistemas de revestimiento exterior donde los componentes sensibles a la humedad se utilizan sin una disposición para el drenaje o en lugares sin un secado adecuado. El secado adecuado se producirá en lugares con un alto potencial de secado, lugares donde, en esencia, no llueve mucho.,

la penetración del agua de lluvia ocurre principalmente en las juntas y penetraciones: entre la lámina EIFS y las ventanas, a través de elementos de balcón, a través de barandas, a través de ventanas, a través de puertas correderas, a través de penetraciones de servicio, a través de interfaces con otros revestimientos, y a través del sistema de techo, particularmente en la interfaz con el parapeto. El agua puede incluso penetrar a través de grandes grietas en la propia lámina. Que el agua de lluvia entre no debe ser una sorpresa ya que, para todos los propósitos prácticos, la penetración de agua de lluvia más allá de la cara es imposible de prevenir de manera confiable en todas partes a través del revestimiento.,

Los sistemas EIFS de barrera perfecta con sellado frontal tienen fallas fundamentales porque dependen del material sellador perfecto instalado de manera perfecta para sustratos perfectamente preparados. Puede ser posible instalar el sellador en una junta perfectamente-si las superficies están limpias, secas, libres de polvo y se proporcionan el sellador correcto, la barra de respaldo y el espacio. Supongamos también que hace buen tiempo, no demasiado frío, no demasiado calor, no llueve y el instalador está bien entrenado y motivado por la calidad, no por la velocidad. Pero ¿qué tal instalar sellador perfectamente en 10 juntas?,

¿es posible que un técnico instale el sellador perfectamente en 10 juntas seguidas? Supongamos que las articulaciones están perfectamente preparadas: las articulaciones que están» backwrapped » correctamente, con el espacio correcto. Probablemente es posible: un técnico concienzudo, debidamente entrenado y supervisado podría hacer 10 articulaciones perfectas seguidas.

¿ahora qué tal 100 juntas? Recuerde que las juntas deben estar perfectamente preparadas y que esta preparación depende de otros oficios y técnicos: el contratista de instalación de ventanas y el técnico de aplicación de espuma y láminas., Creo que la mayoría de la gente racional tendría un problema con 100 articulaciones perfectas. Pero el requisito de 100 juntas perfectas no es nada: una gota en el cubo para lo que se requiere. ¿Qué tal 1.000 porros perfectos? O 10.000 perfecto articulaciones? Ahora nos estamos volviendo un poco escandalosos. Sin embargo, esto es lo que se requiere de los FEI construidos con componentes sensibles a la humedad sin provisión para drenaje o secado adecuado.

pero en el tema de las articulaciones, estamos empezando. ¿Cómo se selecciona el sellador?, Bueno, el material debe adherirse a la lámina, debe ser resistente a la luz ultravioleta; la fuerza de unión de la capa base al aislamiento rígido (EPS) debe ser mayor que la Unión del sellador; y el material también debe ser asequible. ¿Existe tal sellador? Algunos se acercan a cumplir con estos requisitos, pero no se utilizan a menudo. Por cierto, todas las ventanas gotean. Así que incluso si uno logra lo imposible, el agua penetrará detrás del sellador perfecto en las penetraciones, y por lo tanto quedará atrapada en el ensamblaje.

¿Cuánto tiempo debe durar esta articulación?, ¿Cómo se puede saber cuándo el sellador en la articulación necesita ser reemplazado o cómo se puede saber cuándo la articulación necesita ser rehabilitada? ¿Cómo se reemplaza el sellador en las articulaciones? ¿Cómo se preparan las superficies para tomar un nuevo sellador? Si intenta pulir las superficies limpias, corre el riesgo de dañar el refuerzo. Crees que instalar el sellador perfectamente la primera vez fue difícil, ¿qué tal después de que el edificio haya envejecido una década? ¿Y ahora qué? Lo que de hecho.,

Es el nuevo milenio y los argumentos en torno a estas cuestiones siguen rabiando – no existe consenso dentro de la industria del FEI – el consenso ciertamente no existe entre los consultores que participan en la rehabilitación de los edificios revestidos del FEI.

cualquier sistema que se base en juntas perfectas, selladas perfectamente, con ventanas perfectas es fundamentalmente, inherentemente defectuoso. El sistema, si está construido con materiales sensibles a la humedad en un clima donde llueve y tiene una humedad alta, está destinado a problemas.,

agrietamiento

grietas de estuco tradicionales debido a la contracción por secado o tensiones higricas, fragilidad debido al envejecimiento y movimiento de construcción. Las láminas EIF hacen lo mismo por esencialmente las mismas razones. No es posible evitar que el estuco tradicional se agriete. Lo mismo se aplica a las láminas del FEI. En ambos casos, el tamaño de las grietas se controla a niveles manejables.

si la contracción por secado o el estrés higrico y térmico no fueran un problema en las láminas EIFS, no sería necesario reforzar la malla., La función del refuerzo de malla es distribuir las tensiones higricas a lo largo de la lámina en lugar de permitir que el alivio de la tensión ocurra en un solo lugar, como una grieta grande. En el sentido más fundamental, una grieta es un alivio del estrés. Cuando el agrietamiento comienza a ocurrir, una función adicional del refuerzo de malla es promover el micro-agrietamiento – muchas grietas pequeñas en lugar de menos grietas más grandes, y limitar la propagación de grietas – grietas cortas en lugar de largas., Más refuerzo de malla proporciona una distribución más efectiva de las tensiones higricas, promueve efectivamente el micro-agrietamiento y limita la propagación de grietas.

Desafortunadamente, el uso de malla de fibra de vidrio en un entorno alcalino conduce al deterioro de la malla de fibra de vidrio. Para compensar esto, la malla se recubre con plástico y el ambiente alcalino se amortigua químicamente. Sin embargo, la exposición prolongada de la lámina a la humedad eventualmente conduce a una pérdida de resistencia de la malla de fibra de vidrio. Este mecanismo de deterioro solo puede ser frenado, no detenido o prevenido., No existe una solución conocida para este problema. Para compensar aún más este problema, se utiliza más refuerzo de malla y refuerzo de malla más gruesa. La lógica es: si va a debilitarse, hágalo más fuerte de lo que necesita inicialmente, para que más tarde siga siendo lo suficientemente fuerte. El defecto en esta lógica es la definición de «más tarde.»¿Significa más tarde 1 año, 3 años, 5 años, 10 años, 25 años o 50 años? «Más tarde» también depende de la exposición. Diez años en Las Vegas es muy diferente de 10 años en Columbia, SC.,

desafortunadamente, más refuerzo de malla conduce a una lámina más gruesa, lo que disminuye la elasticidad del sistema. Para compensar este problema, la elasticidad del sistema se incrementa aumentando el contenido de acrílico. Sin embargo, a medida que aumenta el contenido de acrílico, la permeabilidad de la lámina disminuye, mientras que la sensibilidad de la lámina a la luz ultravioleta (radiación solar) aumenta. Una disminución en la permeabilidad, por supuesto, conduce a una reducción en el secado al exterior.,

la exposición a la luz ultravioleta conduce a la fragilidad y una disminución de la elasticidad del sistema. El contenido de acrílico también interfiere con la hidratación y hace que la lámina sea más sensible a la carbonatación, una reacción con el dióxido de carbono atmosférico, que conduce a la fragilidad y a una disminución de la elasticidad.

En resumen, a medida que el sistema envejece, la lámina se vuelve más frágil y sujeta a grietas. Algunas laminas de EIF se agrietan antes que otras, pero todas finalmente se agrietan. Las grietas se deben a tensiones higricas y térmicas, fragilidad debido al envejecimiento y movimiento del edificio., Las grietas en las láminas EIFS a menudo se encuentran inicialmente en las revelaciones y en las aberturas de las ventanas. Las tensiones higricas y las tensiones de movimiento del edificio típicamente se concentran en lugares donde hay un cambio en el grosor, un cambio en la dirección o en una terminación como una abertura.

movimientos

tener en cuenta el estrés higrico y la fragilidad debido al envejecimiento es una cosa., Construir el movimiento es un asunto completamente diferente – y más serio. Todos los edificios se mueven. Los edificios altos y grandes se mueven más que los edificios cortos y pequeños. Dado que todos los edificios se mueven, las juntas de control son necesarias. Si no se proporcionan juntas de control, el edificio proporciona su propio en forma de grietas.

la estructura de madera se contrae en la dirección de grano cruzado durante el secado de la humedad inicial de la construcción, y continúa expandiéndose y contrayéndose en respuesta a los cambios en la humedad relativa local., El grano cruzado a menudo se concentra en las vigas del borde, las placas superior e inferior, y alrededor de la estructura pesada en las aberturas. Si el FEI está adherido a un edificio con estructura de madera, Estos movimientos deben anticiparse y acomodarse. La contracción típica es del orden de 1/2″ a 3/4″ por planta cerca de la vigueta del borde.

Los edificios con marco de acero experimentan la mayor parte del movimiento en vigas de largo alcance., Muchos ingenieros diseñan vigas que permiten la desviación de 1 / 360th del palmo: eso es una viga de acero del palmo de 30 pies se debe esperar para desviar tanto como 1″ en midspan.

los edificios de marcos de concreto altos están sujetos a acortamiento de marcos debido al mecanismo de fluencia del concreto, una característica fundamental del concreto que experimenta carga durante un período prolongado de tiempo. El peso de un edificio de hormigón alto hace que las columnas se acorten por hinchazón. Para tener esto en cuenta, las juntas de control se proporcionan típicamente a través del sistema de revestimiento en cada piso.,

resumen

EIFS puede proporcionar un atractivo revestimiento ligero y de ahorro de energía para un edificio. Sin embargo, la experiencia ha demostrado claramente que el agua de lluvia debe ser manejada, y los enfoques de barrera perfecta sellada (dependencia de selladores expuestos) no pueden proporcionar un control aceptable de la lluvia o durabilidad. Para permitir el secado de la humedad incidental, tales conjuntos tampoco deben contener barreras de vapor interiores o acabados interiores impermeables., Una excepción importante a este último requisito es cuando el plano de drenaje es también una membrana de barrera de aire impermeable al vapor y las cavidades interiores de encuadre no están aisladas (Figura 6).

Figura 6: Conjunto Eifs drenable con membrana