concreto lanzado

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CHARLA TÉCNICA

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   El shotcrete (mortero, o «gunita») comenzó a utilizarse hace casi 90 años. Hoy en día todavía se utiliza el nombre «gunita». En ciertas clasificaciones equivale al mortero proyectado, pero los límites de tamaño de grano varían (según el país, la definición del límite para el agregado máximo es de 4, 5, o incluso hasta 8 mm). Para evitar esta confusión entre mortero proyectado y shotcrete, en este libro utilizaremos la expresión «shotcrete» (o  ) para referirnos a la mezcla proyectada de cemento y agregados. Actualmente existen dos métodos de aplicación para el shotcrete: el proceso de vía seca y el de vía húmeda. Las primeras aplicaciones del shotcrete se hicieron mediante la vía seca; en este método se coloca la mezcla de cemento y arena en una máquina, y la misma se transporta por mangueras mediante la utilización de aire comprimido; el agua necesaria para la hidratación es aplicada en la boquilla. El uso del método por vía húmeda comenzó después de la Segunda Guerra Mundial. A semejanza del concreto ordinario, se preparan las mezclas con toda el agua necesaria para hidratarlas, y se bombean en equipos especiales a través de las mangueras. La proyección del material se efectúa mediante la aplicación de aire comprimido a la boquilla. Si bien algunas personas afirman que el shotcrete es un concreto especial, lo cierto es que no es sino otra manera más de colocar el concreto. Al igual como ocurre con los métodos tradicionales de colocación, el shotcrete requiere ciertas características particulares del concreto durante la colocación, y al mismo tiempo requiere satisfacer todas las demandas tecnológicas normales del concreto – relación agua/cementante, cantidad de cemento, consistencia correcta y postratamiento. En el mundo entero abundan trabajos de shotcrete de mala calidad debido a que la gente se olvida de que el shotcrete no es sino otra manera de colocarlo, y de que es fundamental cumplir con todos los requisitos tecnológicos del concreto. Los equipos para la ejecución de ambos métodos (vía húmeda y vía seca) han mejorado de manera significativa.

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La gran cantidad de ventajas que tiene el shotcrete como proceso de construcción, y los avances logrados en equipos, materiales y conocimientos, lo han convertido en una herramienta importante para una variedad de trabajos. Se aplica shotcrete para resolver problemas de estabilidad en túneles y en otras construcciones subterráneas. Además, hoy en día esta técnica es un factor clave para el soporte de rocas en aplicaciones tales como: • Construcción de túneles • Operaciones mineras • Hidroeléctrica • Estabilización de taludes Más del 90 % de todo el shotcrete es utilizado para soporte de rocas. Actualmente el uso del shotcrete es menos frecuente que el del concreto tradicional; sin embargo, este material ofrece la posibilidad de una gran variedad de aplicaciones, entre ellas: • Recubrimientos de canales • Reconstrucción y reparaciones • Pantallas marinas • Concreto refractario • Protección contra incendio y anticorrosiva • Construcciones nuevas • Agricultura (pozos de estiércol) • Mampostería y estabilización de muros de ladrillo El shotcrete es el método de construcción del futuro debido a sus características de flexibilidad, rapidez y economía. ¡El único límite para su uso es la imaginación del hombre!

   Usuarios importantes de shotcrete han adquirido el conocimiento de la técnica a través de experiencia práctica, investigación y desarrollo. Igualmente, el desarrollo de equipos y métodos de control ha conducido a una producción racional y a una calidad más uniforme del producto. Desde un punto de vista internacional, podemos decir sin equivocación que hemos logrado grandes avances desde los tiempos en los que se utilizaba shotcrete para estabilizar rocas; sin embargo, también hay que reconocer que estamos atrasados cuando lo utilizamos para proyectos de construcción y reparación. La razón de este retraso no tiene una explicación sencilla. El conocimiento existe, pero no se emplea totalmente.

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     Hay dos métodos de shotcrete: seco (al que se le añade el agua de hidratación en la boquilla de proyección), y húmedo (aquel en el que las mezclas transportadas contienen ya el agua necesaria para la hidratación). Ambos métodos tienen sus ventajas y desventajas, y la selección de uno u otro dependerá de los requisitos del proyecto y de la experiencia del personal encargado de ejecutarlo. Ambos serán empleados en la industria de la construcción del futuro. Hasta hace pocos años, el método más utilizado era el de proyección por vía seca, pero hoy en día la tendencia ha cambiado, especialmente en shotcrete para soporte de rocas. El método dominante del futuro será el de proyección por vía húmeda debido a que ofrece un mejor ambiente de trabajo, mayor calidad, uniformidad y producción. Los desarrollos en la tecnología del shotcrete están relacionados con el proceso de vía húmeda. Entre algunos ejemplos de desarrollos recientes figuran la adición de nuevas generaciones de adiciones (Delvo®crete, MEYCO® TCC, curador interno de concreto, microsílice y fibras metálicas). Actualmente, un 70 % del shotcrete se aplica mediante vía húmeda, mientras que el 30 % restante se aplica por vía seca. En algunas regiones del mundo predomina el método por vía húmeda (casi 100 % en Escandinavia e Italia). Hoy en día se aplican en el mundo entero más de 8 millones de m3 al año.

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En la fabricación de la mezcla seca se utiliza usualmente una proporción de cementante que varía entre 250 y 450 kilogramos por 1000 litros de agregado, o entre 320 y 460 kilogramos por metro cúbico de concreto. Para estimar el contenido real de cemento del shotcrete aplicado, es necesario considerar el rebote. El principal efecto del rebote es la pérdida del agregado de mayor tamaño, que conduce a un aumento del contenido de cemento si se lo compara con la mezcla inicial. En una mezcla regular de 350 kg de cemento por m3, un rebote del 20 % se traduce aproximadamente en 400 kg de cemento por m3 de shotcrete.

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Vía Seca Cemento, Agregados y Fibras

Aire

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Agua regulada por el proyectista (A/C=?)

Transporte Neumático

Bomba de Dosificación independiente Acelerante                  

Agua

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. A diferencia de la proyección por vía húmeda, en la proyección por vía seca no hay un valor definido para la relación agua/cementante debido a que el operario de la boquilla es quien controla y regula la cantidad del agua de mezcla; generalmente, esto es una gran desventaja. Si se utiliza una técnica correcta, el factor agua/cementante varía sólo ligeramente y permanece por debajo de 0,5. En el mejor de los casos (agregados que requieran una baja cantidad de agua, suficiente contenido de cemento), es incluso posible fabricar shotcrete con una relación inferior a 0,4. ♣

   

Cuando la mezcla está demasiado seca, la proyección produce una cantidad excesiva de polvo; por otra parte, si el contenidode humedad es demasiado alto, el rendimiento de shotcrete disminuye drásticamente, y las maquinarias y las mangueras transportadoras se taponan. El contenido de humedad natural óptimo debe oscilar entre el 3 y el 6 por ciento. Además de las mezclas hechas en el sitio, en los últimos años se ha tendido a utilizar materiales secos que llegan al sitio de trabajo empacados en sacos o silos, los cuales, por supuesto, no contienen humedad natural. Para reducir la formación de polvo, es aconsejable

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hidratar el material seco antes de introducirlo en la maquinaria de proyección, y para ello existen dispositivos alimentadores de diseño especial o boquillas de prehumidificación. ♣

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Existen varios aditivos cuya función es controlar las propiedades del shotcrete. Entre los más importantes figuran los acelerantes de fraguado; estos aditivos reducen el tiempo de fraguado. El shotcrete exhibe un fraguado más rápido y una resistencia inicial mayor, lo cual permite aplicar capas subsecuentes de shotcrete con mayor rapidez y en espesores mayores. En proyectos de gran escala, los acelerantes contribuyen a aumentar la productividad y son un prerrequisito importante para muchas aplicaciones; como ejemplo, en trabajos de construcción subterránea, la resistencia inicial del shotcrete es un factor esencial. ♣

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La incorporación de fibras sintéticas o metálicas al shotcrete lleva a una mayor energía de rotura o menor retracción del material. El uso de fibras metálicas es poco frecuente en las mezclas secas en comparación con su uso en mezclas húmedas, y la razón es el mayor rebote (>50 %) experimentado por el material en el caso de mezclas secas; tal cosa hace que la relación costo/rendimiento sea crítica. Sin embargo, gracias a la experiencia adquirida durante los últimos años y a las posibilidades presentes de reducir el rebote, se espera que el uso de fibras metálicas aumente con las mezclas secas.

           Tal como ya se ha mencionado, el proceso seco permite utilizar mezclas con agregados con humedad natural o agregados secados al horno. Los primeros son más económicos y producen menos polvo; no obstante, su contenido de humedad natural es suficiente como para comenzar una hidratación prematura. Por tal razón, las mezclas de agregados con humedad natural tienen una vida de almacenamiento limitada y deben utilizarse en un tiempo no mayor de 2 horas. Un almacenamiento prolongado provoca mayor rebote y disminución de las resistencias finales. La fabricación de la mezcla seca en el sitio de trabajo supone la instalación de las plantas de dosificación y alimentación. Claramente, instalaciones como éstas sólo se justifican en proyecto importantes o a gran escala. En caso de proyectos de shotcrete de menor escala o a corto plazo, la mezcla seca puede obtenerse ya preparada en planta; esto puede generar problemas debido a la distancia de transporte y a la incertidumbre de una entrega segura. Es importante planificar cuidadosamente la entrega y colocación a fin de evitar retrasos e interrupciones del trabajo debido a suministros inadecuados.

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    Tal como se mencionó anteriormente, este método es el único utilizado en Escandinavia, Italia y en un gran número de importantes proyectos subterráneos en todo el mundo. El uso del shotcrete para aplicaciones de soporte de rocas ha aumentado en forma exponencial en los últimos 15 a 20 años, lo cual ha impulsado un intenso desarrollo del mismo.

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Volumen de Acelerante sincronisado al bombeo.

Transporte por bombeo Acelerante

Bomba de Dosificación del

Aire Comprimido

acelerante

Acelerante 

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La mala fama de la técnica de proyección por vía húmeda se debe a los deficientes equipos utilizados y al poco conocimiento del método, factores que han acarreado la producción de un concreto de muy baja calidad. Para que la mezcla pudiera pasar por el equipo, se utilizaban contenidos muy altos de agua, con una relación de agua/cementante hasta de 1,0. Gracias a la tecnología de la industria del concreto actual, hoy en día es totalmente factible producir shotcrete por vía húmeda que tenga una resistencia a la compresión a los 28 días superior a 60 MPa. Actualmente la tecnología se utiliza también en la construcción de nuevas edificaciones (en vez del método de colocación original) y en la reparación de plataformas petroleras en el Mar del Norte. Esto es una prueba fehaciente de la alta calidad del método, dados los estrictos requisitos que deben cumplir los métodos y los materiales utilizados en la construcción submarina.

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En un turno de 8 horas, la capacidad promedio de proyección del método por vía húmeda es usualmente de 4 a 5 veces mayor que la del método por vía seca. Si bien los costos de inversión en los nuevos robots de vía húmeda aumentaron significativamente, al mismo tiempo hubo una caída igualmente significativa del costo de colocación del shotcrete, y también disminuyó uno de los principales factores de costo, a saber: el tiempo de preparación por cada ciclo. Gracias a los sistemas robóticos integrados, la aplicación del shotcrete puede comenzar a los pocos minutos de la llegada de los equipos al frente. La introducción de los perforadores hidráulicos aumentó la capacidad de perforación en un 100 %. ♣

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Los operarios del proceso por vía seca estaban acostumbrados a trabajar en medio de una gran cantidad de polvo. Se emitía polvo no sólo desde la boquilla, sino también desde la máquina de proyección. Como norma general, los resultados de las mediciones de polvo en el ambiente de trabajo eran más de tres veces la cantidad permisible. El método por vía húmeda mejoró significativamente las condiciones del ambiente de trabajo, trayendo consigo mayor seguridad para los trabajadores de túneles. Los riesgos a la seguridad eran frecuentemente inaceptables sin un robot y sin utilizar fibras metálicas para refuerzo. ♣

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Todavía se piensa equivocadamente que el método por vía húmeda no ofrece resultados de alta calidad. Lo cierto es que si se utilizan aditivos reductores de agua (baja relación agua/cementante) y microsílice, se pueden obtener resistencias a la compresión de hasta 100 MPa aplicando shotcrete por vía húmeda. A diferencia del método por vía seca, el de vía húmeda ofrece una calidad homogénea. ♣

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A continuación se expone un resumen de las ventajas del método de vía húmeda en comparación con el de vía seca: • Rebote mucho menor. Con el uso de equipos apropiados y de personal capacitado, se obtienen pérdidas normales que oscilan entre 5 y 10 %, incluso para el caso de proyección de concreto reforzado con fibras. • Mejor ambiente de trabajo debido a la reducción del polvo. • Capas más gruesas gracias al uso eficiente de los materiales de mezcla. • Dosificación controlada del agua (relación agua/cementante constante y definida). • Mejor adherencia.    Gerente Ma ster Builders Tec no log ies BALBECK S.A.

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• Mayor resistencia a la compresión, y uniformidad de resultados. • Producción muy superior, y por tanto más economía. • Uso de fibras metálicas y nuevos aditivos. ♣

 • Distancia de transporte limitada (máx. 300 m). • Mayores demandas en la calidad del agregado. • Sólo se permiten interrupciones limitadas. • Costos de limpieza.

      Con la proyección robotizada de superficies suficientemente grandes por vía húmeda, es posible lograr (con un operario) una producción promedio de 60 - 100 m3 con rebote inferior al 10 %, en un turno de trabajo de 8 horas. Al comparar los métodos seco y húmedo, puede concluirse que el primero debe ser utilizado para aplicaciones de volúmenes pequeños (p. ej., reparaciones) y en condiciones muy especiales (distancias largas, interrupciones repetidas, etc.), mientras que el método por vía húmeda debe utilizarse en todo trabajo de soporte de rocas.

         Elementos necesarios para producir un buen shotcrete con el método por vía húmeda: • Cemento • Microsílice • Agregados • Aditivos • Acelerantes líquidos de fraguado, libres de álcalis • Fibras • Postratamiento • Equipo de proyección apropiado • Correcta ejecución de la técnica A continuación se mencionan aspectos individuales que pueden influir en la calidad del material obtenido. Tal como se mencionó anteriormente, el shotcrete tiene los mismos requisitos que el concreto normal utilizado en construcción, a saber: • Baja relación agua/cementante • Menos agua • Menos cemento • Buena capacidad de colocación

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Las diferencias entre las propiedades del concreto fresco y del endurecido son particularmente pronunciadas en el caso del shotcrete. Este hecho disminuye la calidad del shotcrete fabricad o por vía húmeda; sin embargo, la diferencia puede controlarse con el uso de aditivos reductores de agua, microsílice y fibras.

 Se considera que el humo de sílice (o «microsílice») es una puzolana muy reactiva con alta capacidad para fijar iones extraños, particularmente álcalis. La microsílice tiene un efecto de relleno; se cree que distribuye los productos de hidratación de manera más homogénea en el espacio disponible, produciendo así un concreto con menor permeabilidad, mayor resistencia a sulfatos y más durabilidad ante ciclos de congelación y deshielo. Al analizar las propiedades del concreto con microsílice, es importante tener en cuenta que la microsílice puede utilizarse de dos maneras: •

como reemplazo del cemento, para reducir el contenido de cemento (usualmente por razones de economía)

•

como adición para mejorar las propiedades del concreto, tanto fresco como endurecido.

En el shotcrete se debe utilizar microsílice como adición en vez de como substituto del cemento, a fin de mejorar las propiedades del concreto y de la proyección.

       Es posible producir shotcrete de calidad normal (es decir, 20 a 30 MPa de resistencia en cubos) sin necesidad de utilizar microsílice. Sin embargo, la producción práctica y económica de materiales con resistencias mayores depende hasta cierto grado del uso de microsílice. Desde el punto de vista técnico, se recomienda utilizar 5 - 10 % de microsílice (del peso de cemento). El uso correcto de microsílice puede proporcionar las siguiente propiedades al shotcrete: • • •

• • • •

Mejor capacidad de bombeo: lubrica y previene la exudación y la segregación Menor desgaste del equipo y de las mangueras de bombeo Mayor cohesión del concreto fresco, y por tanto menos consumo del acelerante (con mejores resistencias finales a la compresión) Mayor adherencia a varios substratos y entre capas de concreto Resistencias mecánicas superiores Resistencia superior a la reacción álcali-agregado Mayor resistencia a la permeabilidad    Gerente Ma ster Builders Tec no log ies BALBECK S.A.

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• •

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Menos rebote Mayor resistencia a los sulfatos

En el shotcrete reforzado con fibra, la adición de microsílice ofrece además: • • •

Mayor facilidad de mezcla y distribución de las fibras Menos rebote de las fibras Mejoramiento del enlace entre la matriz de cemento y las fibras

Tal como se ha señalado, es importante siempre agregar microsílice al shotcrete. Debido a la fineza de la microsílice, al agregarla al concreto se precisan dosis elevadas de un plastificante o superplastificante para dispersarla. La dosificación de aditivos aumenta en aproximadamente un 20 % cuando se añade microsílice.

  En lo que se refiere a todos los hormigones especiales, la calidad del agregado es un asunto primordial tanto para el concreto fresco como para el endurecido. Es importante que la distribución del tamaño de grano y otras características sean lo más uniforme posibles. Particularmente importantes son la cantidad y las características de los finos (es decir, el tamaño de grano y el análisis de tamaño de grano). No hablaremos aquí de selección del agregado dado que usualmente debe utilizarse el material disponible y adaptar la formulación al mismo; no obstante, para la proyección de mezclas húmedas deben observarse los siguientes criterios: • Diámetro máximo: 8-10 mm, debido a limitaciones del equipo de bombeo y también para evitar grandes pérdidas por rebote. Desde un punto de vista tecnológico se prefiere un valor superior de diámetro máximo. • La curva granulométrica del agregado es también muy importante, especialmente en su sección inferior. El contenido de material fino en el tamiz n.° 0,125 mm debe oscilar entre un límite inferior de 4 - 5 % y uno superior de 8 - 9 %. • Los materiales finos demasiado pequeños producen segregación, mala lubricación y riesgo de atascamiento. Sin embargo, en caso de usar concreto con fibra, el sobrante de material fino es importante tanto para el bombeo como para la compactación. Un contenido elevado de material fino produce un concreto cohesivo. Dado que los márgenes de la cesta del tamiz son relativamente pequeños, frecuentemente conviene combinar dos o más fracciones, p. ej., 0 - 2, 2 - 4 y 4 - 8 mm, ajustando la proporción entre ellos, con objeto de elaborar una curva de granulometría que esté dentro de los límites de la curva ideal. La insuficiencia del material fino puede compensarse utilizando más cemento o    Gerente Ma ster Builders Tec no log ies BALBECK S.A.

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microsílice; para compensar el exceso de dicho material, se aumenta la dosificación de aditivos reductores de agua. En lo posible, la cantidad de partículas de 8 mm no debe exceder el 10 %; en caso contrario, las partículas rebotarán durante la proyección sobre superficies duras (al comenzar la aplicación), o penetrarán el concreto ya colocado produciendo cavidades difíciles de rellenar. Durante el tamizado, almacenamiento y manejo de los agregados, deben eliminarse partículas de tamaño superior a 8 mm, ya que pueden bloquear la boquilla y dificultar la limpieza. Es importante efectuar una buena clasificación de los agregados, y ninguna fracción debe constituir más del 30 % del total. El contenido de material triturado y de forma irregular no debe exceder el 10 %. A menudo, la mejora de la curva granulométrica de una arena natural mediante el uso de material triturado supone aumentos en la demanda de agua y disminución de la facilidad de bombeo y de la compactación. Por tanto, antes de utilizar materiales triturados como agregados, deben hacerse pruebas comparativas para determinar si la adición de dichos materiales mejora los resultados.

     Los aditivos tienen como finalidad lograr propiedades específicas en el concreto fresco y en el endurecido mediante el método de proyección por vía húmeda. El uso de aditivos no es una práctica nueva: los antiguos romanos utilizaban diferentes clases tales como sangre de cabra o grasa de cerdo para sus trabajos de mampostería, para mejorar las características de moldeo de los materiales. ¡El hecho de que sus construcciones siguen aún de pie, indica que esta gente tenía razón! Si bien es cierto que los aditivos de concreto son más antiguos que el cemento portland, su desarrollo, investigación y utilización han realmente ocurrido es en los últimos 30 años, todo ello debido a las exigencias en cuanto a aumentar la producción y a obtener materiales de mayor calidad. Los reductores de agua tienen la función de mejorar la trabajabilidad del concreto y su capacidad de cohesión en el estado plástico; pueden provocar un aumento significativo del asentamiento con la misma relación agua/cementante, o bien dicha relación puede reducirse para alcanzar el mismo asentamiento que se obtendría para una mezcla carente del reductor de agua. La disminución de la relación agua/cementante está asociada con un aumento en la resistencia; el aumento del asentamiento, con una mejor facilidad de bombeo. El método por vía húm eda tiene la ventaja de que la mezcla del concreto y el añadido del agua se llevan a cabo bajo condiciones controladas y reproducibles, tales como las de una planta de concreto. Asimismo, la relación agua/cementante - uno de los factores fundamentales de la tecnología del concreto -, se mantiene bajo control. Sin embargo, uno tiende a olvidar que los    Gerente Ma ster Builders Tec no log ies BALBECK S.A.

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equipos requieren un concreto fresco con gran facilidad de bombeo. Más aún, el método requiere una mayor cantidad de aditivos acelerantes de fraguado, lo cual puede conducir a la pérdida de la resistencia final del concreto. Hoy en día se utilizan con frecuencia combinaciones de lignosulfonato, naftaleno y melamina a fin de obtener el mejor concreto posible. Los naftalenos/melaminas (superplastificantes) son químicamente diferentes a los lignosulfonatos (plastificantes/reductores de agua); a los superplastificantes usualmente se les conoce como reductores de agua de alto rango porque pueden utilizarse en altas dosis sin los problemas de retardo de fraguado ni de inclusión excesiva de aire que a menudo se observan con la adición de dosis altas de reductores de agua convencionales. La melamina forma una película lubricante en las superficies de la partícula, el naftaleno carga eléctricamente las partículas de cemento de forma tal que se repelen entre sí, y el lignosulfonato disminuye la tensión superficial del agua Cuando las partículas de cemento están bien dispersas, no sólo fluyen mejor sino que cubren mejor los agregados. El resultado es un concreto más resistente y trabajable. Los superplastificantes/plastificantes tienen un efecto excelente en la dispersión de «finos», y por tanto son aditivos ideales y necesarios para el shotcrete. El mayor asentamiento logrado por los superplastificantes convencionales depende de las condiciones de tiempo y temperatura. Sin embargo, la facilidad de bombeo puede mantenerse sólo por tiempo limitado (20 - 90 minutos) después de la mezcla, y una dosis excesiva de aditivos puede conducir a segregación y a una pérdida total de la cohesión. Normalmente la dosificación oscila entre 4 y 10 kg/m3 según los requisitos de calidad, relación agua/cementante, consistencia requerida, así como también el tipo de agregado y de cemento. Glenium® es una molécula compleja y flexible compuesta de grupos funcionales de cadenas de diferentes longitudes. La mezcla de agua con cemento inicia una reacción química (hidratación); el agua se absorbe en la superficie de las partículas de cemento, y éstas se disuelven rápidamente. Las moléculas de Glenium® son atraídas a la superficie de las partículas de cemento durante la mezcla y aumentan la carga negativa en la superficie, provocando así la repulsión electrostática. Esto trae como resultado un gran mejoramiento de la dispersión de las partículas de cemento y consiguiente mejora de la trabajabilidad, a pesar del menor contenido de agua. Las moléculas de Glenium® tienen cadenas laterales muy largas que también desarrollan impedimento estérico, mejorando adicionalmente la capacidad de las partículas de cemento de mantener una distancia de separación entre sí y aumentando aún más el efecto de dispersión. Glenium® actúa en un mecanismo de dos pasos que prolonga el tiempo de trabajabilidad del concreto fresco. Como parte de sus mecanismos de reacción química, se incorpora una segunda molécula que reacciona después de la primera. El aumento de alcalinidad del concreto durante la mezcla y el vaciado activa la segunda molécula.

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Esta acción de retardo larga el tiempo de trabajabilidad sin los usuales efectos secundarios de retardo en los tiempos de fraguado finales y en las resistencias tempranas. El uso de Glenium® tiene varias ventajas: • • •

• •

Altísima reducción del agua (>40 %) Baja porosidad capilar Gran extensión de la trabajabilidad, con la menor relación posible de agua/cementante Alta cohesividad, facilidad de bombeo Rápido desarrollo de la resistencia

El policarboxilato Glenium® tiene ya amplio uso en combinación con los acelerantes libres de álcalis. Este material representa el futuro de los aditivos del shotcrete.

     El método por vía húmeda requiere añadir aditivos acelerantes de fraguado en la boquilla, los cuales principalmente reducen el asentamiento (consistencia) en el momento de la proyección, pasando de una consistencia líquida a una pastosa mientras que el concreto

      •

Antes de comenzar, inspeccionar y evaluar la superficie rocosa, y determinar las clases de soportes de roca necesarios.

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Limpiar la superficie mediante aire comprimido y agua a través de la boquilla. En el procedimiento de limpieza de la superficie, es muy importante comenzar a limpiar en la parte superior del túnel y seguir sistemáticamente en dirección descendente en ambos lados. Observar la superficie durante la limpieza y asegurarse de que quede limpia. • Una vez que el concreto llegue al frente de trabajo, medir la variación de la mesa de asentamiento y la temperatura, y anotar ambos datos en la nota de entrega y en el formulario especial. Si hay interrupciones de más de 15 minutos, inspeccionar la variación de la mesa de asentamiento justo antes de volver a comenzar la operación de proyección.

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Asimismo, anotar en el formulario especial la localidad y el nombre del operario de la boquilla.

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Se recomienda que la variación de la mesa de asentamiento oscile entre 50 y 60 cm. Si no es así, o si el concreto tiene más de 2 horas de preparación, notificar al supervisor responsable.

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Mezclar una pasta y colocarla en la manguera de concreto. • Siempre comenzar la proyección desde el fondo para evitar atrapar el material de rebote. • La fortificación debe comenzar llenando orificios y fisuras en la superficie. En la práctica esto es muy importante, ya que se cierra el movimiento de la fisura.

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Mantener una distancia entre la boquilla y la superficie de proyección de 1 a 2 metros. Si se reduce la distancia de proyección, mover la boquilla con más rapidez. • La boquilla debe apuntar a la superficie en ángulo recto para optimizar la compactación y la orientación de la fibra. Si se utiliza una dirección equivocada, el resultado será un concreto deficiente con baja densidad.

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Es muy importante siempre vigilar la relación entre la presión de aire, el acelerante y el flujo de concreto. Si se utilizan altas dosis de acelerante, no habrá movimiento alguno en la superficie de shotcrete debido al fraguado instantáneo. Los agregados gruesos no penetrarán en la superficie de shotcrete, y rebotarán. El flujo de concreto tendrá más polvo que lo normal. Es posible que una sobredosis de acelerante proporcione una apariencia «húmeda» al shotcrete que está en la pared, pero el fraguado será muy rápido y la superficie lucirá vitrificada. Un exceso de acelerante provoca efectos de «disparo» en la boquilla. La dosis de acelerante debe mantenerse a un nivel bajo, entre 10 y 40 kg/m3. En la pared puede utilizarse menos acelerante que en la superficie de la clave.

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La primera capa debe ser delgada (máx. 10 cm) para evitar el desprendimiento del concreto fresco. Las capas siguientes pueden ser de 5 a 15 cm, según el espesor final (dependiendo del tipo de acelerante utilizado).

 La tecnología de shotcrete por vía húmeda ha alcanzado una etapa de desarrollo que permite producir shotcrete duradero de alta calidad para aplicaciones de soporte permanente. Además, el uso de fibras metálicas ofrece ventajas técnicas adicionales cuando se requiere utilizar refuerzos. En la mayoría de los casos, el uso de shotcrete por vía húmeda reforzado con fibras metálicas como soporte permanente ofrece ventajas significativas. Debe asegurarse que el método de diseño permita este soporte permanente. Otras ventajas importantes - logística sumamente flexible, seguridad laboral y buenas condiciones ambientales - complementan el conjunto de razones que favorecen la tecnología de shotcrete por vía húmeda. No se trata de un experimento... ¡los resultados están comprobados y a la vista!

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    CHARLA TÉCNICA

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  

 Mezcla formada por cemento, agregados con tamaño máximo de 8 mm y agua; puede también contener aditivos. Dicha mezcla es proyectada neumáticamente a alta velocidad a través de una boquilla, para producir una masa homogénea densa.

   Shotcrete que no contiene refuerzos (malla electrosoldada, varillas de armaduras o fibras).

      Shotcrete al cual se le agregan fibras metálicas durante la dosificación, el mezclado o durante el proceso de aplicación, según corresponda.

   Shotcrete reforzado con fibra metálica, aplicado como soporte inicial en tierra pero que no está diseñado para sostener cargas permanentes.

   Shotcrete reforzado con fibra metálica, aplicado como un revestimiento permanente para sostener cargas permanentes.

   Shotcrete sin refuerzo, aplicado como capa de alisado o protectora sobre el shotcrete tipo P1 o la roca, o como un acabado superficial sobre el shotcrete tipo P2, según se requiera.

    Proceso de producción de shotcrete en el cual se prepara una mezcla de cemento, agregados y aditivos diferentes a acelerantes (si se requiere). Los ingredientes son dosificados por peso y mezclados en condición seca. La mezcla se alimenta a una maquinaria, en donde es presurizada, y transportada neumáticamente por mangueras o tuberías hasta una boquilla, en donde se le agrega agua y se le añade un acelerante antes de ser proyectada al substrato sin interrupción.

    Proceso de producción de shotcrete en el cual se prepara una mezcla de cemento y agregados dosificados por peso. A la mezcla se le agregan agua y aditivos diferentes a acelerantes (si se requiere). La mezcla es bombeada por mangueras hacia una boquilla, en donde se le inyecta aire comprimido y un acelerante (si es necesario) antes de ser proyectada sin interrupción en forma continua.

 Espesor de shotcrete (fraguado) formado por varias pasadas de la boquilla.  Material que después de proyección por la boquilla no se adhiere a la superficie de aplicación.

  Concreto de un diseño particular para uso en shotcrete, pero sin aditivos.    Gerente Ma ster Builders Tec no log ies BALBECK S.A.

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 Materiales agregados al concreto base (p. ej., acelerantes, plastificantes, retardadores de fraguado y aditivos para el control de la hidratación).

 Aglomerante hidráulico activo que se obtiene por pulverización de un clínquer y que cumple con los requisitos de los requisitos para los grado BS12, BS1370 o BS4027.

  Aglomerante hidráulico, fabricado mediante un proceso controlado en el cual se combina un clínquer de cemento portland o cemento en proporciones especificadas con un aglomerante hidráulico latente compuesto de cenizas volantes. Cumple con los requisitos del grado BS6588.

   Concreto manufacturado en la mezcladora de concreto combinando cemento portland que cumple con los requisitos para los grados BS12 o BS4027 y un aglomerante hidráulico latente de microsílice (humo de sílice compactado).

      Relación en porcentaje entre la resistencia a compresión de cubos estándar de mortero (preparados con 90 % de cemento más 10 % de microsílice en masa), y la resistencia a compresión de cubos estándar de mortero (hechos exclusivamente de cemento) (Ref.: Norma noruega NS3045).

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MELBYE, Tom: SHOTCRETE PARA EL SOPORTE DE ROCAS, Copyright MBT International Underground Construction Group, Division of MBT (Switzerland) Ltd., 1994

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