Hormigon proyectado 35

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Hormigon proyectado 35

  1. 1. Indice1 Introducción.2 Acerca del Hormigón y Mortero Proyectado.3 Usos del Hormigón y Mortero Proyectado.4 Procesos para la Aplicación del Hormigón o Mortero Proyectado.5 Propiedades del Hormigón y Mortero Proyectado.6 Materiales utilizados en la Confección del Hormigón y Mortero Proyectado.7 Dosificación de la Mezcla.8 Aplicación del Hormigón o Mortero Proyectado.9 Ensayos de Control.10 Sobre el Personal.11 Referencias.
  2. 2. Aportes Técnicos Hormigón Proyectado1.- Introducción La influencia del shotcrete se puede dividir en dos categorías :El presente informe corresponde a una •Una capa delgada de shotcrete que funcionarecopilación de información que el equipo como arco de hormigón y soporta eltécnico y de asesoría redactó para ofrecerle el desmoronamiento de la roca.mejor respaldo y dar respuesta a su necesidad •Capas delgadas de shotcrete ligan las rocasde mantenerse informado sobre los procesos entre sí, evitando los movimientos de ciertade vanguardia de la construcción. intensidad. Con esto se busca recuperar la estabilidad delEl informe trata sobre el hormigón o mortero macizo rocoso (ver figura 1.2.).proyectado (shotcrete o gunita) dando a conocer Si la colocación se hace inmediatamente despuésesta importante técnica constructiva que en los de un disparo, antes que la roca puedaúltimos años ha tenido un gran desarrollo. desplazarse, los problemas se reducen notablemente.Este sistema, relativamente nuevo, sólo ocombinado con otros métodos activos de 1sostenimiento, da más rapidez, seguridad ymenor costo a la faena. Esfuerzo de corte en nicho de shotcrete Esfuerzo de corte a lo largo de interfase de shotcrete - rocaLa teoría del sostenimiento por shotcrete sebasa en que todo macizo rocoso tiene una Pesotensión interna estable. Esta estabilidad se vealterada cuando, por efecto de la construcción Tracción Traccióndel túnel, se efectúa una perforación en él. Sila roca está muy averiada por efectos de fallas, Compresiónmeteorización y/o el disparo, la fricción de laspartes quebradas no será suficiente para detener Esfuerzo tangencial en shotcrete Tracción de agrietamiento, alta tensión en vértice, para abajoel movimiento de los fragmentos, es decir, este esfuerzo de corte a lo largo de la interfase shotcrete - rocapunto de la excavación es ahora inestable ytrata de desplazarse en dirección de la menorfuerza, o sea, hacia adentro del túnel (ver figura1.1). Investigaciones han demostrado que si las Esfuerzo de corte en shotcrete Pesorocas quebradas alrededor del túnel están Esfuerzo de corte a lo largo de interfase de shotcrete - rocaligadas entre sí y se soportan unas a otras, laestabilidad se recupera, logrando que la rocase autosoporte. Tracción tangencial Tracción tangencial en shotcrete, Punto de para abajo esfuerzo de corte a lo largo de la interfase shotcrete equilibrio - roca. Puntos inestables Figura 1.2.: Comportamiento de Shotcrete en bloques de roca.Figura 1.1.: Puntos inestables de un túnel
  3. 3. Aportes TécnicosEl informe destaca el gran campo de aplicación 3.- Usos del Hormigón yde este tipo de hormigón, sus ventajas e Mortero Proyectadoinconvenientes, proceso de aplicación,propiedades, mezclas, aditivos yrecomendaciones. El hormigón o mortero proyectado puede ser utilizado en lugar del hormigón convencional,Esperando que nuestra experiencia y respaldo dependiendo de las condiciones y tipo de obra,sea uno más de nuestros servicios, les ofrecemos consiguiéndose economías, al reducir los costosnuestra asesoría y productos. de moldajes y hacer uso de plantas portátiles pequeñas para el mezclado y colocación.2.- Acerca del Hormigón y Las aplicaciones del hormigón o morteroMortero Proyectado proyectado pueden clasificarse en tres grupos:2.1 Definición 3.1. Hormigón o Mortero Proyectado ConvencionalEl hormigón o mortero proyectado es unmaterial transportado a través de una manguera,que se lanza neumáticamente, a alta velocidad, Estructuras Nuevas: Techos plegados o curvos,contra una superficie. La fuerza con que el paredes con diseños especiales, estanques,hormigón o mortero llega a la superficie, hace revestimientos de canales, embalses y piscinas,que la mezcla se compacte logrando que esta entibación de fundaciones, sostenimiento de 2se sostenga a sí misma, sin escurrir, incluso en túneles durante la construcción y comoaplicaciones verticales y sobre cabeza. revestimiento definitivo.Dependiendo del tamaño máximo de la mezcla, Reparaciones: Hormigón deteriorado ense habla de mortero proyectado hasta 10 mm revestimientos de embalses, presas, túneles,y de hormigón proyectado entre 10 y 25 mm. estructuras de muelles, tuberías, estructuras de puentes y estadios, estructuras de albañilería y2.2 Historia de hormigón dañadas por terremotos o incendios.En el pasado, al hormigón o mortero proyectadose le llamaba indistintamente con los nombres Consolidación y Refuerzo : Hormigón de vigas,de mortero soplado con aire, hormigón rociado, columnas y losas, muros de hormigón ymortero aplicado neumáticamente, hormigón albañilería, diseños en acero, revestimientos dedisparado; también con los nombres de marcas taludes, estanques y ductos.registradas como “Gunite” (1910) y “Jetcrete”. 3.2. Hormigón o Mortero ProyectadoAlrededor de 1930 el término genérico Refractario“Shotcrete” fue introducido por la AmericanRailway Engineering Association para describirel proceso de “Gunite”. En 1951 el American Reparación y mantenimiento de revestimientosConcrete Institute adopta el término “Shotcrete” de hornos de acero o metales no ferrosos,para describir este proceso el cual es actualmente productos químicos minerales y plantas deampliamente reconocido en los Estados Unidos. procesamiento de cerámicos, generadores a vapor e incineradores.En Chile es utilizado el término de hormigóno mortero proyectado para describir el procesode Shotcrete.
  4. 4. Aportes Técnicos4.- Procesos para la aplicación 4.2. Proceso de mezcla Húmeda:del Hormigón o MorteroProyectado I. Mezcla de todos los componentes del hormigón o mortero incluyendo el agua, asegurando la homogeneidad, excluyendo losBásicamente existen dos procesos para la aditivos acelerantes.aplicación del Shotcrete: II. Vaciado de la mezcla, dentro de la cámara4.1. Proceso de Mezcla seca: del equipo de bombeo. III. La mezcla es introducida dentro de laEste consiste en cinco etapas: manguera de alimentación mediante desplazamiento de pistones o por aire a presión.I. Mezcla en seco del cemento con los áridos,asegurando la homogeneidad de la mezcla. IV. Adición del aditivo acelerante líquido en la boquilla.II. Transporte de la mezcla hasta la máquinade proyección mediante correas transportadoras V. Se inyecta aire comprimido a la boquillau otros métodos. para lanzar el hormigón o mortero a alta velocidad contra la superficie.III. Vaciado de la mezcla en la tolva receptorade la máquina proyectora, la cual la introduce Los dos procesos antes descritos producen 3a la manguera mediante un rotor o aire hormigón o mortero proyectado adecuado paracomprimido. Generalmente en esta etapa se los requerimientos de construcción habituales.adiciona el aditivo acelerante, en polvo. Las diferencias en equipo, mantenimiento y características operacionales pueden hacer queIV. La mezcla es arrastrada por aire comprimido uno u otro proceso sea más atractivo para unaa través de la manguera de alimentación hasta operación particular.el pitón o boquilla de proyección. En la boquillase adiciona el agua y eventualmente el aditivoacelerante líquido, para el caso en que no fuese Tabla 4.2. Ventajas y desventajas del procesoincorporado en la etapa anterior. El agua mezcla húmeda.puede ser adicionada un metro antes de laboquilla, con el fin de disminuir la polución. Ventajas Desventajas Menor cantidad de rechazo. Mayor razón agua/cemento.V. El hormigón o mortero es lanzado a altavelocidad contra la zona de trabajo. La cantidad de agua es Menor resistencia y totalmente controlada. compacidad.Tabla 4.1. Ventajas y desventajas del proceso Menor cantidad de polvo El sistema requiere una en el ambiente. planta de hormigón.mezcla seca Mayor homogeneidad de Menores distancias de la mezcla. transporte. La calidad del hormigón no Requiere más cemento que Ventajas Desventajas depende de la habilidad del la vía seca para igual pitonero. resistencia.Menor razón agua/cemento. Mayor cantidad de rechazo.Mayor resistencia y Mayor cantidad decompacidad. polución.Es posible transportar la El control del agua lo tienemezcla largas distancias. el pitonero.Hay menor flexibilidad de Mayor heterogeneidad.colocación al inicio ytérmino, con bajo rechazo.
  5. 5. Aportes Técnicos5.- Propiedades del Hormigón 6.2. Aridosy Mortero Proyectado Se recomienda que los áridos a utilizar tengan una granulometría que esté dentro de la bandaEl hormigón o mortero proyectado aplicado 2 entregada por la ACI 506R-9. Se debe, en locorrectamente, es un material estructural posible, mantener la procedencia del material,versátil, que provee gran durabilidad y una durante toda la faena. Si no es así se debenexcelente adherencia con la roca, hormigón, efectuar nuevos análisis granulométricos conalbañilería, acero, madera y otros materiales el fin de corregir la dosificación si es necesario.de construcción. Estas propiedades favorablesdependen de la correcta aplicación de la Se recomienda mantener los áridos cubiertostécnica usada, siendo necesaria una buena para evitar la contaminación con polvo, nieveprogramación, supervisión y control de calidad. y/u otros, con lonas o dentro de un galpón apropiado, con algún tipo de calefacción enAdemás la habilidad y entrenamiento del tiempo frío. Se recomienda además acopiar elpersonal junto con la mantención continua del árido de manera que el material que se va aequipo utilizado, juega un papel preponderante utilizar en la faena de shotcrete, tenga un reposopara conseguir un buen hormigón o mortero promedio de 72 horas, con el fin de que elproyectado. árido contenga una humedad entre un 4% y un 7% en forma uniforme en el acopio.Tabla 5.1. Razones Agua/Cemento típicas. 4Proceso Mezclas secas Mezclas húmedas Tabla 6.1.Graduación límite para áridos combinados W/C 0,30 y 0,50 0,40 y 0,55 Mallas % que pasa graduación- Resistencia a los 28 días fluctúan de 20 a 48 mm N°1 N°2 N°3MPa, en mezclas en seco alcanza valoressuperiores a 69 MPa. 19 - - 100- Una mezcla diseñada por métodos 12 - 100 80 - 95tradicionales puede mostrar incrementos de30% en resistencia, debiéndose esto a la 10 100 90 - 100 70 - 90menor relación agua/cemento de la mezcla.- La retracción por secado depende de las 4,75 95-100 70 - 85 50 - 70dosificaciones, encontrándose generalmente 2,40 80 - 100 50 - 70 35 - 55dentro del rango de 0,06 hasta 0,1%.- El coeficiente de dilatación térmica del 1,20 50 - 85 35 - 55 20 - 40hormigón o mortero proyectado se aproximaal del acero de refuerzo. 0,60 25 - 60 20 - 35 10 - 30 0,30 10 - 30 8 - 20 5 - 176.- Materiales utilizados en la 0,15 2 - 10 2 - 10 2 - 10Confección del Hormigón oMortero Proyectado6.1 CementoDebe estar fresco y cumplir los requisitos decalidad y exigencia respectivos. Es recomendableutilizar cemento con una superficie específica(Blaine) superior a 3.000 cm2/g, siendo necesariorealizar pruebas en terreno para encontrar laproporción correcta en la mezcla.
  6. 6. Aportes Técnicos6.3. Agua Ensayos realizados con GraceRapid 251 en morteros normales con razón agua/cemento de 0,5 y en proporciones del 2% al 4% del pesoEl agua debe cumplir requisitos de NCH 1498, del cemento indican que produce unadebe estar limpia y libre de sustancias que aceleración del fraguado, obteniéndosepuedan ser dañinas al hormigón o al acero de resistencias a las primeras horas, superiores enrefuerzo. No se debe utilizar agua antes de un 17% a 50% con respecto a morteros sinrealizar un análisis previo de ella. este aditivo. Con temperaturas ambientales y de los materiales muy bajas, el fraguado se haceSi las superficies deben quedar a la vista, es más lento.importante cuidar que el agua de curado noproduzca manchas en ellas. Si el agua tiene un Los aditivos que contengan cloruro de calcioaspecto cristalino, no significa que no pueda no deben utilizarse en hormigón o morterotener sustancias nocivas para el hormigón. proyectado que estará expuesto al agua de mar o al agua que contenga sulfatos o en hormigón o mortero proyectado que esté en contacto con6.4. Aditivos acero.Generalmente es necesario incluir aditivos enel hormigón o mortero proyectado para usos 6.4.2. Plastificantesy condiciones de colocación especiales.Los aditivos más utilizados son: Los aditivos plastificantes han demostrado ser 5 muy útiles para obtener mejores resistencias en6.4.1. Acelerantes los hormigones y morteros proyectados, tanto por el procedimiento vía seca como por elEstos aditivos, reducen el tiempo de fraguado, procedimiento húmedo; sin embargo, lasincrementando el desarrollo de las resistencias dosificaciones deben ser muy bien estudiadasmecánicas iniciales, siendo deseable además, recurriendo a experiencias de laboratorio yque proporcionen propiedades de adherencia terreno.a la mezcla, para limitar el rechazo o rebote,aumentando la cohesión y reduciendo la La función fundamental del plastificante osegregación. reductor de agua es de producir la dispersión de las partículas finas logrando que la capaPara acelerar el proceso de endurecimiento se absorbida por los granos de cemento seapuede utilizar aditivos superacelerantes de la delgada, actuando como lubricante junto a loslínea GraceRapid. finos dispersos.GraceRapid 251 aditivo en polvo, serecomienda utilizarlo en dosis del 1% al 4% 6.4.3. Incorporadores de airedel peso del cemento, pudiéndose utilizar comomáximo un 7% con el fin de sellar pasos de Estos aditivos no se utilizan frecuentemente.agua. Su principal objetivo es mejorar la resistenciaGraceRapid 250, GraceRapid 252, GraceRapid a los ciclos hielo-deshielo y aumentar la253, aditivos líquidos, se utilizan con un trabajabilidad del hormigón.dosificador para líquidos, en dosis que varíande 2% a 7%. Estos aditivos logran rigidizar 6.4.4. Retardadorla mezcla inmediatamente después deproyectado permitiendo la colocación demayores espesores con reducido rebote y Cuando se requiera dar buenas terminacionesproducen un aceleramiento del proceso del superficiales a los elementos en zonas calurosas,endurecimiento del hormigón, con lo cual se recomienda el empleo de un retardador enpocas horas después de ser revestido el frente la mezcla, además en los casos en que sede avance, se puede efectuar el disparo. tengan distancias de transporte prolongadas.
  7. 7. Aportes TécnicosEl uso de estos aditivos pueden evitar la incremente la posibilidad de presentarpresencia de juntas frías obteniendo así problemas de contracción y agrietamiento depropiedades impermeables. la superficie. Este problema es menos crítico en las mezclas húmedas que en las mezclas secas.6.4.5. Sílica Fume o Microsílica Las bases para la dosificación de mezclas paraLa Sílica Fume o Microsílica es un producto hormigón o mortero proyectado aún no estánextremadamente fino (0,05 a 0,5 micrones), muy claras por lo cual no se puede entregar uncon un 86% a 96% de dióxido de Sílice lo que método específico.lo hace extremadamente rico en energía y por Para el proceso de mezcla húmeda, se puedeello muy reactivo. dosificar en base al método indicado en ACI 211.1, con los áridos corregidos para elLa Sílica Fume reacciona con los álcalis del hormigón bombeado.cemento formando silicatos alcalinoshidratados, incrementando la resistencia, la El contenido de áridos gruesos recomendadoadherencia y cohesión de la mezcla, reduciendo por este método puede ser alto, por lo que esla porosidad y el rebote. recomendable restringir el tamaño máximo nominal a los requerimientos dados por el lugar6.4.6. Fibras donde se debe aplicar el hormigón o mortero proyectado.Las fibras son utilizadas fundamentalmente 6 La trabajabilidad de la mezcla, medida mediantepara aumentar la resistencia a la flexión del el asentamiento en el cono de Abrams, se puedehormigón. El uso de éstas, permite obtener regular en función de la capacidad de la bomba.recubrimientos más dúctiles. Un asentamiento de cono de 4 a 7,5 cms. es usado normalmente. Mezclas con un conoEl problema principal del uso de las fibras en excesivo, sin uso de plastificantes oel hormigón o mortero proyectado es la superplastificantes, dan como resultadotendencia a la formación de nidos de fibras y hormigones proyectados débiles y desprendibles,al requerimiento de energía adicional para cuando es utilizado en superficies verticales oasegurar una buena compactación de la mezcla, sobre la cabeza.siendo de gran importancia el diseño del pitón. Para el proceso de mezcla en seco se debe considerar que los áridos deben ser tales, queEl correcto uso de estas fibras en el hormigón produzcan una graduación combinada dentropermiten, en el caso de revestimiento de túneles, de los límites de la TABLA 6.1., antes indicada.reemplazar a las mallas. La TABLA 7.1. muestra los cambios típicos en7.- Dosificación de la Mezcla la dosificación, con áridos finos, cuando se proyecta por el proceso de mezcla con óptima velocidad en la boquilla y rebote común.Los principios del hormigón convencionalpueden aplicarse en el hormigón o mortero Tabla 7.1.Típicos cambios en la razónproyectado, existiendo algunas diferencias que cemento/áridodeben ser conocidas antes de hacer el diseñode la mezcla. Mezcla nominal Mezcla colocada de entradaEl hormigón o mortero proyectado contiene 1 : 3,0 1 : 2,0más cemento que el hormigón convencional 1 : 3,5 1 : 2,8debido a que con el rebote o rechazo se pierde 1 : 4,0 1 : 3,25parte de éste; además el rebote produce pérdidas 1 : 4,5 1 : 3,6de los áridos gruesos. Este efecto hace que las 1 : 5,0 1 : 3,8mezclas de hormigón o mortero proyectado 1 : 6,0 1 : 4,1
  8. 8. Aportes TécnicosEl diseño teórico de la mezcla debe ser ajustado 8.- Aplicación del Hormigónmediante hormigones o morteros proyectados o Mortero Proyectadode prueba, con el fin de asegurar lascaracterísticas especificadas. La calidad de la aplicación del hormigón oLas resistencias mayores de 35 MPa no deben mortero proyectado depende del conocimientoser especificadas, excepto en proyectos de los operadores, por lo que es necesario quecontrolados cuidadosamente y cuando se han estos sean entrenados en los procedimientos yencontrado materiales de óptima calidad. El reciban instrucciones precisas para operar lasmétodo para evaluar la resistencia del hormigón máquinas.o mortero proyectado se encuentra detalladoen el ACI 506.2. En el proceso de mezcla seca, la homogeneidad del hormigón o mortero proyectado dependeUn ejemplo de dosificación se entrega a fundamentalmente del operador de la boquilla.continuación: Si no se mantiene un balance adecuado de aire y un flujo continuo de hormigón, pueden ocurrirAridos secos kg / m3 obturaciones o rebote excesivo. Si el hormigón se proyecta en forma intermitente o pulsante,Cemento ( Polpaico 400 ) 410 se produce un exceso o baja humedad en laArido ( graduación N°2 ACI 506 ) 1.722 mezcla, requiriendo que el operador de laAgua 180 boquilla, ajuste el agua, dirija la boquilla fueraGraceRapid 251 (2%) 8,2 de la zona de trabajo o detenga la faena. 7WRDA 11 1.024 cc. En el método de mezcla húmeda el lanzamiento no afecta la calidad del hormigón o mortero proyectado. El operador de la bomba puedeLa dosificación de la mezcla debe hacerse en regular la humedad para determinadaspeso, de no ser así, deben disponerse envases aplicaciones especiales, además de llevar uncon un volumen apropiado para cada material. control de ésta.En ningún caso se debe dosificar con pala. Se recomienda seguir las siguientes etapas:Cuando la dosificación se hace en peso, serequiere controlar la humedad del árido (la 8.1. Preparación del lugarcual debe estar entre un 4% y 7 %) para hacerlas correcciones por humedad de la dosificación Antes de iniciar una faena de shotcrete seque es entregada con áridos secos. En caso de requiere tener muy bien iluminado el lugar, dedosificarse en volumen se deben hacer las tal manera que el pitonero pueda ver concorrecciones por esponjamiento, a lo menos claridad el lugar donde está proyectando ydos veces al día. fundamentalmente, pueda ver si la cantidad de agua es la adecuada para la confección de unUna vez confeccionada la mezcla, aún sin el shotcrete de calidad.aditivo acelerante, debe ser utilizada dentro delos 45 minutos siguientes. Existen bajas Además de la iluminación, se debe acuñar elimportantes de la resistencia, debido a la sector a revestir, desprendiendo solamente lasprehidratación del cemento, al estar la mezcla rocas muy sueltas, que tienen un alto riesgo demuchos minutos en reposo. desprendimiento, mientras se está proyectando. Una vez terminada la acuñadura, se debe lavar la zona a proyectar, con chorro de aire y agua; para esto se puede utilizar la manguera de descarga de la máquina de shotcrete. Esta limpieza tiene como finalidad desprender el polvo y materiales sueltos que puedan impedir una buena adherencia del material proyectado.
  9. 9. Aportes Técnicos8.2. Suministro de Aire Comprimido 8.3. Presión y Control del AguaPara obtener una buena calidad del shotcrete Se recomienda que la presión de agua en eles indispensable tener asegurado un buen pitón debe ser como mínimo de 4 kgf/cm2suministro de aire comprimido a la presión y (57 psi), pues esto asegura una buenavolumen adecuados. Se debe tener presente hidratación de la mezcla. Como regla generalque, mientras más alejado están los compresores la presión de agua debe mantenersedel área de trabajo, mayores pueden ser las aproximadamente 1 kgf/cm2 por sobre la presióncaídas de presión de aire. El aire suministrado más alta del suministro de aire.a la máquina de shotcrete debe estar seco ylibre de aceite. En mezclas húmedas el agua está predeterminada por el tipo de aplicación y lasLa presión suministrada debe ser suficiente limitaciones de trabajabilidad requerida por elpara llevar la mezcla seca a través de la bombeo, el operador de la boquilla no tiene elmanguera de descarga e impactarla en la control sobre el agua.superficie a cubrir. Se deben efectuar pruebasal comienzo para determinar esta presión;sin embargo, como regla general se puede 8.4. Velocidad en la boquillamencionar que la presión de operación nopuede ser menos de 2,75 kgf/cm2 (40 psi) (para La velocidad de impacto del hormigón o30 m. o menos de manguera) a la salida del mortero proyectado es importante para laspitón. La presión normal de funcionamiento, propiedades de éste. Para las aplicaciones donde 8medida con un manómetro colocado cerca de la distancia de la boquilla a la superficie es dela salida del pitón, es generalmente entre 0,6 a 1,8 m; la velocidad de impacto y de salida2,75 y 2,86 kgf/cm2, mientras que la presión de la boquilla es casi la misma. A mayorde alimentación es de 5,5 a 7 kgf/cm 2 . distancia, la velocidad de impacto es menor, por lo cual es necesario aumentarla.Se debe considerar que las presiones de Se debe considerar que a mayor velocidadfuncionamiento dependen directamente del existirá mayor rebote.largo de las mangueras, peso específico delmaterial, altura de la boquilla sobre la máquina, En el proceso de mezcla seca, con un equipodiámetro de las mangueras, entre otros factores. determinado, los factores que determinan laLa presión debería ser incrementada en velocidad del material en la boquilla son:0,35 kgf/cm2 por cada 15 m. adicionales de volumen, presión de aire, el diámetro y largomanguera en 0,35 kgf/cm2 por cada 8 m. de de las mangueras, el tamaño de la boquilla, elaltura del pitón sobre la máquina de shotcrete. tipo y cantidad de material bombeado. Esto le da gran flexibilidad y versatilidad, pues permitePara distintos diámetros de manguera la bombear diferentes volúmenes de materialcapacidad de compresión debe ser como se a distintas velocidades, de acuerdo a losindica en la tabla 8.1. requerimientos de la aplicación. El operador de la boquilla puede controlarTabla 8.1.Capacidad de compresión para grandes o pequeñas variaciones de velocidaddistintos diámetros de manguera el agua contenida y la cantidad de material. Diámetro de Diámetro de Manguera Compresión (mm) (m3/min a 7 kgf/cm2) 25 10.0 32 12,5 38 17.0 51 21.0 64 28.8
  10. 10. Aportes Técnicos8.5. Máquina “Shotcretera” 8.6. Operación de la MáquinaLa máquina generalmente utilizada es la de Se recomienda respetar una secuencia detipo rotor o sistema de eje central. Esta máquina operación al hacer funcionar y detener laestá compuesta por un buzón, el cual es máquina a objeto de prevenir defectos en ella.alimentado con el material premezclado y elacelerador, unas paletas para revolver el Los pasos comúnmente utilizados son :acelerador con la mezcla seca, una admisiónde aire, tapa de goma, un rotor con varios a) Abrir la válvula de aire colocada detrás delcilindros para el transporte de la mezcla seca, tubo de descarga.un tubo de descarga, una manguera de salida b) Abrir la válvula de aire situada sobre el rotor.y un pitón especial en el que se agrega el agua c) Abrir la válvula de aire del motor o enganchara la mezcla seca a medida que sale por la la conexión en caso de un motor eléctrico.manguera. (Ver figura 8.1). Cuando se detenga la máquina, por cualquier motivo ( manguera de descarga tapada, cambio de posición, etc.), debe seguirse el proceso inverso es decir: c - b - a. Mezcla seca (cemento + áridos + acelerante) Malla o arnero Antes de abrir las válvulas de aire se recomienda llenar el buzón con mezcla seca. Agitador 9 8.7. Técnicas de Proyección Compartimento Línea de aire Las técnicas de proyección para ambos procesos es generalmente similar; sin embargo las Disco de desgaste Plato de desgaste capacidades de los equipos son diferentes, por Tambor rotatorio Entrada de agua lo que se requiere de la experiencia del operador Válvula de control de agua de la boquilla en cada caso. Aire comprimido Anillo de agua Pitón El hormigón o mortero proyectado puede ser aplicado en una o varias capas, dependiendo de la posición del trabajo a realizar.Figura 8.1.Esquema de máquina paramezcla seca En trabajos sobre la cabeza, el hormigón se proyecta en capas de espesor suficiente paraPara obtener buena calidad del shotcrete y un prevenir el goteo o curvaturas en la superficie,máximo de producción es importante que el generalmente de espesores de 2,5 a 5 cms. porequipo esté en buenas condiciones mecánicas. capa. Las superficies verticales pueden serEs de mucha importancia que la velocidad aplicadas por capas, mientras que las superficiesde rotación sea la correcta (constante). horizontales o planas generalmente son proyectadas de una sola vez. El espesor de lasEs necesario efectuar una mantención capas debe ser el suficiente para que no sepermanente a la máquina. Esta mantención agrieten. Las grietas no detectadas hacen quedebe consistir en una limpieza interna que el hormigón o mortero proyectado seaelimine el hormigón endurecido incrustado en permeable, lo que permite que sealos cilindros del rotor y en la cañería. peligrosamente afectado por lo ciclos hielo-En el pitón se debe prestar especial cuidado a deshielo.la limpieza de todos los pequeños orificios delanillo de agua, ya que si esto no se hace, seobtendrá una mezcla mal hidratada, de malacalidad, rechazo excesivo y exceso de polvo enel ambiente.
  11. 11. Aportes TécnicosEn lo posible, se deben evitar las juntas frías y El ángulo de la boquilla también es un factorlaminaciones, por lo que los programas de importante en el resultado final del hormigóntrabajo deben reducir estas posibilidades. proyectado; como una regla general la boquilla debe mantenerse perpendicular a la zona deComo se mencionó anteriormente, la distancia trabajo pero nunca a más de 45 grados desdede la boquilla a la zona de trabajo está la superficie (figuras 8.4. y 8.5.). Cuando lacomprendida, usualmente, entre 0,6 y 1,8 boquilla es puesta en un ángulo distinto a lametros, pero en todo caso, debe ser tal que perpendicular, el hormigón rueda o se desprende,permita obtener los resultados requeridos. creando una discontinuidad y una superficie de textura gruesa. Este proceso conocido como “rolling”, no es recomendado como técnica de proyección, porque se pierde mucho material y crea superficies de hormigón o mortero proyectado no uniformes. 0.6 a 1.8 m 10Figura 8.2. Distancia del pitón 25Porcentaje de Rechazo Figura 8.4. Angulo 30 Máximo 10 20 Medio Rebote % 0 15% 0.75 m 1.0 m 1.25 m 2’ - 6” 3’ - 4” 4’ - 2” Mínimo 5%Figura 8.3.Efecto de la variación de la 0distancia del pitón a la superficie de 90 60 45 30 0aplicación. Angulo % Figura 8.3.Rebote según ángulo y distancia de proyección.
  12. 12. Aportes TécnicosPara distribuir uniformemente el hormigón omortero proyectado, la boquilla debe serdirigida en forma perpendicular a la superficiey rotarse constantemente en una serie de círculosconcéntricos. Cuando se dispara a través debarras de refuerzo, la boquilla puede estar máscerca de lo normal, permitiendo un mejorrecubrimiento, minimizando el rebote, la mezcla 45°puede estar un poco más húmeda de lo normal,para que el material escurra por las barras.Se debe cuidar que el golpe no ocurra bajo lasbarras, ya que el exceso de agua puede hacerque estas se corroan rápidamente.Cuando se deben proyectar capas sobre 15cms, contra una superficie vertical, se puedeaplicar la técnica de “shelf” o “bench”. Estatécnica consiste en bombear capas con unapendiente de 45 grados (figura 8.6). Enbombeado de losas, la boquilla estánormalmente formando un ángulo de 90 grados Figura 8.6. Técnica “Blench” o “Shelf”.con la superficie de trabajo, así el rebote es 11esparcido en la superficie, previniendo el excesode mezcla. Es importante mantener el área, en Cuando una capa de hormigón o morterola que se aplicará el hormigón o mortero proyectado será cubierta por otras, debe estarproyectado, libre de rebotes y materiales sueltos. preparada para recibir el golpe, por lo tantoEl uso de aire para eliminar el material de deben ser removidas todas las partes sueltas derebote es útil, pero son mucho más útiles las la superficie. Cualquier tipo de defecto debemedidas correctivas del operador de la boquilla. ser eliminado. Es una buena práctica dejar la superficie abierta, rugosa, para permitirEn sitios en que el hormigón o mortero una buena unión con la capa siguiente.proyectado se va a colocar contra supercies detierra, como en el caso de revestimientos de 8.8. Cantidad de agua en la mezclacanales, estas superficies deberán ser, en primerlugar, compactadas y ajustadas, en cuanto apendiente y alineamiento. El pitonero debe mantener una razón agua/cemento efectiva entre 0,30 y 0,40. UnaEl hormigón o mortero proyectado no debe ser mayor cantidad de agua produce un shotcretecolocado sobre ninguna superficie que esté de menor resistencia y poca adherencia.congelada o mal compactada, o donde exista Mientras se aplica el shotcrete, la superficieagua libre. En cuanto a la superficie que lo debería tener una apariencia brillante debidorecibe, debe encontrarse húmeda durante varias a la humedad de ella. Un minuto después de lahoras antes de la aplicación. En caso de que el aplicación, la humedad debe penetrar en elhormigón o mortero proyectado se utilice para hormigón proyectado dejando la superficiereparar hormigón deteriorado es esencial aparentemente seca.remover en primer lugar todo el material enmal estado. El picado debe ser lo suficientepara que no haya salidas en la cavidad quecausen cambios abruptos en la superficie queserá reparada. Todos los bordes deberán seradelgazados. Se debe examinar cuidadosamentela superficie final del corte, para asegurarsede que se encuentre sana y tenga la formaadecuada.
  13. 13. Aportes Técnicos8.9. Rechazo o rebote y “Overspray” 8.11. RefuerzosEl rebote y el “overspray” (exceso de material), Cuando existen sectores particularmenteson dos de los problemas en la aplicación del fracturados, puede ser necesario reforzar elhormigón o mortero proyectado. Ambos pueden shotcrete. Para esto existen muchos métodos,ser controlados y minimizados desde la boquilla. siendo el más tradicional, proyectar una capaInicialmente el porcentaje de rebote es alto pero de aproximadamente 8 cms en la roca, tratandoeste desciende después de que las primeras de obtener una superficie lo más pareja posible.capas se han construido. Una malla de alambre, como refuerzo, se pega a la superficie del shotcrete. Esta malla se fijaEl material de rebote no puede ser utilizado por medio de clavos largos empotrados en lanuevamente, pues esta mezcla tiene altas primera capa de shotcrete, a los que se amarraprobabilidades de estar contaminada, además la malla.el contenido de cemento, el estado dehidratación y la graduación de los áridos, son También comúnmente se utilizan Rockbolts,variables e impredecibles. tarugos cortos de madera en perforaciones efectuadas en la primera capa o cualquier tipoEn la TABLA 8.2. se muestra el rebote de fijación que asegure que la malla no seaproximado perdido por el hormigón o mortero mueva.proyectado. Esto puede ser más alto o más bajo Luego se proyecta una capa de 7 a 8 cms sobredependiendo de la experiencia del operador de la malla, asegurándose que ésta quedela boquilla. completamente cubierta con el shotcrete. 12Tabla 8.2. Pérdida por Rebote 8.12. Obstrucciones % de Rebote Superficie Mezcla Seca Mezcla Húmeda Las obstrucciones son generalmente causadas por :Pisos y Losas 5 - 15 0-5 -Partículas demasiado grandes en laMuros inclinados 15 - 25 5 - 10 mezcla.y verticales -Arena demasiado húmeda.Trabajos sobre - -Arena demasiado seca.cabeza 25 - 20 10 - 20 -Agua que entra por las uniones de la manguera.8.10. Espesor -Agua o aceite en el aire comprimido. Para eliminar estas causas se debe:El espesor mínimo recomendable paraaplicaciones de shotcrete es de 5 cms. Este - Ta m i z a r y m e z c l a r l o s á r i d o sespesor se recomienda para prevenir cuidadosamente.agrietamientos. Se puede utilizar menos de lo -Proteger cuidadosamente los áridos en elmencionado anteriormente, sólo para sellar lasgrietas en una roca que se autosoporta, para acopio, controlando los que se van aprevenir que la humedad ambiente penetre en utilizar.las grietas. La aplicación se hace habitualmente -Revisar el contenido en agua en la arenapor capas, las cuales son en general para y humedecerla, si es necesario antes delaplicaciones sobre cabeza y verticales, de 2,5 mezclado.a 5 cms. Se recomienda esperar de 6 a 8 horas -Hacer que los empalmes o uniones de lapor aplicación entre capas. manguera sean estancos o proteger de alguna forma apropiada dichas uniones.Para llevar controles de espesor se recomienda -Utilizar filtros para aire comprimido.insertar un elemento de medida (por ejemplo,un clavo) cada 1,5 m en la zona proyectada.
  14. 14. Aportes TécnicosPara eliminar una obstrucción se debe en primer 9.- Ensayos de Controllugar detectar el lugar donde se encuentra; estose puede hacer pisando la manguera hastaencontrar la parte dura que indica el tapón. No existe un método normalizado que indiqueLuego se desconecta la manguera siguiente para la forma de confeccionar probetas para sucontrolar la obstrucción; enseguida se conecta ensayo en forma directa. Es totalmentela presión máxima de aire para expulsar el incorrecto llenar las probetas cúbicas omaterial de obstrucción. En estas condiciones, cilíndricas convencionales, con mezclase debe tener mucho cuidado pues el material preparada con la dosificación correspondientede obstrucción será expulsado con gran a la utilizada en el hormigón o morteroviolencia hacia el exterior. proyectado, ya que el resultado de estas probetas no guardan ninguna relación con el producto final colocado.8.13. Suspensión de trabajos Los ensayos más confiables se obtienen deLos trabajos de proyección de hormigón deben testigos extraídos, ya sea directamente deser suspendidos bajo las siguientes condiciones la estructura o de paneles de ensayode clima: confeccionados para tales efectos. Los paneles comúnmente utilizados son confeccionados deI.- Vientos de gran velocidad, impiden un madera, de tres lados, de 90 x 90 x 15 cms deprocedimiento correcto de colocación. espesor o más para el hormigón proyectado, y de 45 x 45 x 7,6 cms para el mortero 13II.- Temperaturas bajas, el trabajo no puede proyectado. Este molde se sitúa en igual posiciónser protegido. en que se está aplicando el material, de modo que el lado abierto permita eliminar el materialIII.- La lluvia produce lavado o desprendimiento de rechazo y el panel sea llenado directamentedel hormigón o mortero proyectado fresco. como si se tratara de una aplicación corriente, es decir, con igual ángulo de tiro. Una vez que8.14. Curado las muestras tienen la edad requerida, se desmoldan y se cortan los testigos, que en caso de ser cilíndricos tienen un diámetro de 7,6 cm.El hormigón o mortero proyectado, así como Además, es preciso tomar, ocasionalmente,el hormigón convencional, debe ser protegido núcleos de la estructura para asegurar que losadecuadamente, para que su resistencia paneles de ensayo reflejen en forma apropiadapotencial y durabilidad sean desarrollados la calidad del hormigón o mortero proyectado.completamente. Esto es particularmenteimportante para las secciones delgadas, Cuando no sean requeridos controles estrictos,superficies con formas especiales y cuando la se pueden utilizar ensayos no destructivos conmezcla tiene una razón agua/cemento baja. martillo de impacto (en espesores superiores aEl mejor método de curado es mantener la 10 cms).superficie húmeda, continuamente, por 7 díasa temperaturas sobre 5˚C. 10.- Sobre el PersonalLos compuestos de curado son satisfactorios,para superficies bajo temperaturas no severas 10.1. La Cuadrillay donde no se tenga que aplicar pinturas uotras capas de hormigón o mortero proyectado. La cuadrilla debe estar formada de modo que cada hombre tenga que desempeñar una solaEl curado natural se puede permitir solamente tarea.si la humedad relativa es mayor o igual a un85%.
  15. 15. Aportes TécnicosLa cuadrilla debería estar formada por: Figura 10.1.Instalación de alimentación para shotcrete Un pitonero. Un ayudante de pitonero. Un operador de máquina. Tolva del acelerante Cinta transportadora Máquina de proyectar Un cargador de buzón de la máquina. Encargado del aditivo. Tolva de carga Un operador del transporte de la mezcla.10.2. Labores del personalEl hombre clave en la cuadrilla del shotcretees el pitonero. El tiene como labor producir ycolocar el shotcrete. ReferenciasEl ayudante del pitonero tiene como función 1.- ACI: “Manual of Concrete Practice”,cuidar la manguera tras el pitonero, preocuparse part 5, 1987.de la iluminación y relevarlo cuando seanecesario. 2.- Ryan, T., “Concreto Lanzado”; Nueva Serie IMCY/10; Instituto Mexicano del Cemento.El operador de la máquina debe controlar la 3.- Billwiler, P., “Shotcrete para Sostenimiento 14partida y detención de la máquina, la presión del Túnel”.de aire en la manguera de descarga y es 4.- ACI: “Aplication and use of Shotcrete”.responsable de su mantención y limpieza.El cargador del buzón de la máquina debemantener el buzón siempre lleno con mezcla yademás debe ayudar al operador a limpiar lasobstrucciones.El hombre que carga el aditivo tendrá ésta,como única función.El operador del transporte de la mezcla debemantener un suministro de mezcla constantedurante la faena de shotcrete.En la figura 10.1. se observa una instalaciónde alimentación para proyección de hormigón, Para cualquier información acerca deen la cual se puede disminuir el personal este u otro tema, contáctese con elrequerido, aumentar la productividad y Depar tamento Técnico de G ..asegurar la correcta dosificación del aditivo.

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