• Author / Uploaded
• Xavier AF

Citation preview

SHOTCRETE VIA HUMEDA

DEFINICIÓN 

Shotcrete

Shot + Concrete Lanzar o disparar + Concreto 

Comité ACI 506 Mortero o concreto proyectado neumáticamente a alta velocidad sobre una superficie.



El shotcrete ó también llamado “hormigón o concreto proyectado” es un proceso por el cual el concreto es proyectado a alta velocidad sobre una superficie, usando una manguera donde se impulsa mediante aire comprimido, para conformar elementos estructurales o no estructurales en edificaciones.

La mezcla que se utiliza para este tipo de hormigón es relativamente seca y se consolida por la fuerza del impacto, desarrollando una fuerza de compresión similar al hormigón normal o al hormigón de alta resistencia, dependiendo de la dosificación usada.

HISTORIA Utilizado hoy por su versatilidad y durabilidad para cubrir desde estructuras curvadas hasta para estabilizar taludes; el shotcre fue inicialmente concebido por el prolífico inventor americano Carl Ethan Akeley. El primer hito en la historia del hormigón proyectado ocurrió en 1907 con la maquina inventada por Akeley en Estados Unidos. Esta máquina permitía que materiales secos fueran aplicados neumáticamente agregando agua en la salida. En 1910, se desarrolló y comenzó a utilizar una pistola de cemento con doble cámara, basada en el diseño de Akeley. A comienzo de los años treinta, nació el término general de “Shotcrete” (Hormigón Proyectado), difundido por el “American Railway Engineering Association” (Asociación Americana de Ingenieros de Ferrocarriles).

En 1966, el ACI (Instituto Americano del Concreto) adopto el termino “Shotcrete” para todas las aplicaciones neumáticas de mortero y hormigón incluyendo la vía húmeda y seca. La Unión Europea uso para el mismo material la terminología de “Sprayed Concrete” (Hormigón Proyectado). En los años cuarenta se introdujo el uso de agregado grueso de 10mm dentro de las mezclas de hormigón proyectado. El hormigón proyectado vía húmeda comenzó a usarse desde 1955. A finales de los años sesenta se introdujeron los equipos operados en forma remota. Las primeras fibras metálicas fueron usadas en el año 1971 en Norte América y en 1977 los noruegos comenzaron a utilizar la fibra metálica y los equipos remotos en gran escala. En la actualidad el desarrollo de esta tecnología ha permitido la introducción en las obras civiles de nuevos equipos, procesos y materiales.

PRINCIPALES VENTAJAS DE SHOTCRETE 

Mayor facilidad en la aplicación de la mezcla a la superficie.



Buena mantención de trabajabilidad, hasta 6 horas.



Menor rebote sin necesidad de incorporar microsílice.



Brinda el acabado deseado permitiendo alto rendimiento de la mano de obra.



Permite disminuir el tiempo de ejecución de la obra, con menores costos operativos.



Mezclas vía húmeda que aseguran homogeneidad, calidad del producto y minimizan impacto ambiental.



Óptimos desarrollos de resistencias iniciales sin el uso de aditivos aceleradores de fraguado a 1 día.



Permite incorporaciones de microsílice según diseño y aceleradores de fraguado libre de alcali para fraguado en horas.



Permite incorporaciones de fibras de polipropileno y metálicas.

¿QUÉ MATERIALES SE NECESITAN PARA UN SHOTCRETE DE CALIDAD?

CORRECTO PROCESO DE APLICACIÓN DEL SHOTCRETE VIA HUMEDA FACTORES QUE INFLUYEN EN LA BUENA CALIDAD DEL SHOTCRETE APLICADO VIA HUMEDA

• • • • • • •

La técnica de proyección Dosificación de aditivos Distancias de lanzado Tiempos de permanencia Plasticidad Factor humano La disponibilidad de los equipos utilizados.

PROCESO DE APLICACIÓN SHOTCRETE VÍA HÚMEDA 1. Dosificación 2.Verificación

3.Trasegado

4.Transporte 5.Descargar en la Bomaba 6.Lanzado y muestreo

7.Ensayos

CORRECTO LANZADO DE SHOTCRETE VIA HUMEDA •

Colocar la boquilla en ángulo de 90° con el sustrato:

El ángulo que forma la boquilla con el sustrato influye en la correcta compactación del hormigón y la cantidad de rebote provocada. Además, el hormigón debe aplicarse realizado movimientos circulares de manera uniforme a lo largo de toda la superficie para un resultado homogéneo

Nota La boquilla debe ser dirigida perpendicularmente a las superficie rocosa y debe ser rotada continuamente en una serie de pequeños óvalos o círculos.

Mantener una distancia entre la boquilla y el sustrato de 1 a 2 m •

La fuerza del impacto que garantice la adhesión del hormigón a la superficie viene dada por la distancia entre la boquilla y el sustrato. Si la distancia es demasiado pequeña, habrá una gran cantidad de rebote. Si la distancia es excesiva, la fuerza del impacto será demasiado débil para que el hormigón se compacte y adhiera.

La aplicación de shotcrete en las paredes del túnel debe hacerse de abajo hacia arriba.

CONTROL DE ESPESOR DEL SHOTCRETE VIA HUMEDA En la corona el espesor debe ser el necesario para evitar la caída del shotcrete, generalmente de 2” (5cm) en cada pasada de las paredes verticales.

CURADO Todas las superficies de hormigón proyectado deben ser curadas por uno o más de los siguientes métodos : Curado húmedo. El curado húmedo se puede realizar utilizando arpillera, lona, láminas de plástico u otros materiales adecuados manteniéndolos continuamente húmedos. El curado húmedo debe aplicarse a las superficies inmediatamente después de la finalización de la aplicación y las operaciones de acabado. Cuando se utiliza el curado húmedo se debe especificar un mínimo de tres a siete días continuos.

Curado de membrana líquida. (no recomendable en túneles o proyectos que se construirán en capas sucesivas). Las membranas de curado líquidas pueden ser usadas en shotcrete. Sin embargo, si la membrana deteriora la adherencia entre hormigón antiguo y hormigón nuevo no se debe usar cuando se requiere colocar capas adicionales de shotcrete. Si es necesario, el agente de curado debe ser retirado por chorro de agua, chorro de arena o un proceso similar, antes de la aplicación de la siguiente capa. Para mayor información ver la especificación para hormigón proyectado de EFNARC.

Agentes de curado interno. Los agentes de curado interno están disponibles y se han utilizado con éxito en muchos proyectos. Es posible realizar pruebas preliminares respecto a su efectividad, las que pueden quedar definidas en la especificación y/o en el suministro de hormigón o como parte de la oferta del contratista. Curado natural. Podemos considerar el curado natural si las condiciones atmosféricas que rodean al hormigón proyectado son adecuadas, por ejemplo cuando la humedad relativa es igual o superior a 85%. Se debe tener el cuidado de asegurar que el hormigón no se seque debido a una humedad relativa reducida, una mayor temperatura del aire o el aumento de la velocidad del viento/aire en particular en túneles. Debe evitarse el secado rápido del hormigón proyectado al finalizar el período de curado. Para todos los regímenes de curado, la superficie de hormigón proyectado se debe mantener a una temperatura no inferior a 5 ̊C durante todo el período de curado.

USOS

Aplicaciones más comunes del concreto lanzado: 

Estabilización de taludes y muros de contención



Cisternas y tanques de agua



Albercas y lagos artificiales



Rocas artificiales (rockscaping)



Canales y drenajes



Rehabilitación y refuerzo estructural



Recubrimiento sobre panel de poliestireno



Túneles y minas



Muelles, diques y represas



Paraboloides, domos geodésicos y cascarones



Concreto refractario para chimeneas, hornos y torres

CONSTRUCCIÓN DE TUNELES 

SOPORTE TEMPORAL Y PERMANENTE: Gracias a su flexibilidad en la elección del grosor y su resistencia temprana, el shotcrete se presta para el soporte estructural temprano. Puede seguirle una segunda capa como soporte permanente, y se puede combinar con pernos de anclaje, cables, fibras y marcos de acero.



REVESTIMIENTO FINAL: Se emplea hormigón proyectado, dovelas prefabricadas o hormigón moldeado in situ. El shotcrete es la solución adecuada cuando no se exige una máxima regularidad del acabado.

SOPORTE DE ROCA EN MINERÍA SUBTERRÁNEA 

Desde la década de los noventa, el hormigón proyectado reforzado (FRS) con fibra está reemplazando progresivamente a la malla de acero como principal método de soporte en minas subterráneas. Esto se debe a: 

Soporte más resistente con FSR en combinación con pernos de anclaje.



Incremento de la seguridad del operador al trabajar desde zonas seguras.



Mejora en los tiempos de ejecución de la obra.



Disminución de rehabilitar el soporte.

ESTABILIZACIÓN DE TALUDES



Debido a su alta resistencia al corte y buena adherencia a la roca, el hormigón proyectado fortalece el sustrato, llenando vacíos y grietas y evitando que la roca suelta se desprenda.

COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS 

En los complejos hidroeléctricos, el shotcrete se utiliza como soporte y revestimiento para túneles de acceso, cavernas y presas. También se aplica para canales, embalses y aliviaderos, donde se proyecta directamente sobre la roca después de la excavación de la forma requerida. Gracias a su flexibilidad, permite un rápido acceso a la obra y la aplicación de capas de grandes espesores.

PATOLOGÍA

¿QUE PUEDE CAUSAR QUE SE PRODUZCAN PATOLOGIAS EN EL SHOTCRETE?

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Especificaciones técnicas inadecuadas o inexistentes. Equipos e infraestructura de proyección inadecuados. Mano de obra no calificada Incorrectas técnicas de aplicación Deficiente logística de suministros. Servicios inadecuados (aire comprimido, agua y energía). Control de calidad ineficiente o inexistente. Fuerte resistencia al cambio.

PATOLOGIAS DE SHOTCRETE

MUESTREO INCORRECTO DE PANELES CUADRADOS

FISURACION

MISMA MEZCLA (del mismo transporte) proyectado en pruebas de aptitud por diferentes Lanzadores.