CERCHAS METALICAS

INDICE

INTRODUCCION        3

DESARROLLO DEL CONTENIDO        4

1.        SHOTCRETE        4

2.        RESEÑA HISTORICA:        4

3.        COMPOSICIÓN DEL SHOTCRETE:        5

4.        PROPIEDADES DEL SHOTCRETE:        7

5.        CLASIFICACION: FUNCIONES DEL SHOTCRETE:        8

6.        USOS DEL SHOTCRETE:        9

7.        ADITIVO REOLÓGICO        10

8.        MÉTODOS DE PROYECCIÓN DE SHOTCRETE:        11

9.        COMPARACIÓN:        13

10.        FACTORES PARA MEJOR LA EFICIENCIA DEL SHOTCRETE:        13

11.        MAQUINARIAS Y EQUIPOS PARA SHOTCRETE:        15

CONCLUSIONES        17

BIBLIOGRAFIA        18

INTRODUCCION

La tonelería moderna depende de técnicas eficaces de avance, de la durabilidad de largo plazo de los productos usados y de la disposición de un ambiente de trabajo seguro. El hormigón proyectado satisface estos requisitos como revestimiento permanente, aportando a un incremento de demanda para futuras infraestructuras.

El desarrollo tecnológico permite mejoras en las características físicas del hormigón proyectado. Las mismas ofrecen al diseñador una variedad de posibilidades para modificar las características con requisitos particulares para cualquier proyecto dado. Esto incluye resistencias tempranas y finales, resultando en mayores rigideces e impermeabilidad, y con la introducción de refuerzo de fibra, aumentando la ductilidad.

En algunos casos, el revestimiento forma parte la estructural principal de sustentación, en otros, es un complemento que mejora la calidad de terminación del paramento interior del túnel.

DESARROLLO DEL CONTENIDO

1. SHOTCRETE

El término “shotcrete” es una combinación de las palabras en inglés “shot” y “concrete”, que significan respectivamente “disparo” y “concreto u hormigón”. Según el Instituto Americano del Concreto “ACI” por sus siglas en inglés, este tipo de hormigón es aquel aplicado desde una boquilla por proyección neumática de alta velocidad (ACI, 2013). Por su parte Rey (2006), expresa que es un “hormigón cuyo tamaño máximo de áridos es superior a 8 mm y que, aplicado a máquina, se proyecta a gran velocidad sobre un soporte a través de manguera y boquilla”.

El hormigón que es proyectado se trata de una mezcla especial de características homogéneas y constituida por una base de cemento con agua, adiciones, aditivos y áridos que puede o no contener fibras, y sus propiedades y resistencia dependerá la composición del cemento y aditivos

1. RESEÑA HISTORICA:

El primer registro de la proyección de concreto surgió a principios del siglo XX, en el año 1907 cuando el taxidermista estadounidense Carl Ethan Akeley ideo una maquina capaz de pulverizar el hormigón con el propósito de desarrollar construcciones imitando a la roca (Torrico, 2018). Esta invención permitió que materiales secos fueran aplicados y adheridos a superficies mediante aplicación neumática al ser mezclados con agua (García & Ogaz, 2015).[pic 1]

Máquina de hormigón proyectado de Akeley. Fuente: (Torrico, 2018).

1. COMPOSICIÓN DEL SHOTCRETE:

Los elementos que componen el hormigón que será proyectado deben ser preparados de forma tal que, su proporción y características garanticen que la mezcla a elaborar alcance las propiedades necesarias requeridas por el diseño. Estos elementos básicos que conforman el shotcrete son:

1. Cemento: es según Usabiaga et al. (2014), el conglomerado hidráulico más empleado en la construcción a nivel mundial que, al ser mezclado con el agua, fragua y se endurece este expuesto al aire o sumergido en el agua. La clase de cemento utilizado es el tipo portland el cual pude se C 150 ó C 595 según lo establecido por la ASTM (ACI, 2016).

1. Agua: esta debe ser limpia y libre de impurezas que puedan comprometer la integridad del concreto o del acero, siendo preferible el uso de agua potable (ACI, 2016). Tomando como referencia los parámetros establecidos por el Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, cuando no se disponga de agua potable.

1. Áridos: acorde con su configuración, este material puede ser natural, producto del chancado de materiales, o una combinación de ambos. Estos pueden ser finos o gruesos y su uso dependerá del espesor de shotcrete requerido, evitándose el uso de materiales mayores a 15 mm. Aquellos catalogados como gruesos están representados por el 95% del material que logra pasar el tamiz Nº4 ASTM (Rey, 2006). Este elemento constituye aproximadamente el 65% del volumen del shotcrete que equivale al 75% de su peso (Putzmaister, 2019).

1. Aditivos: estos elementos son empleados en el shotcrete para mejorar una o más propiedades de la mezcla y, para aplicaciones especiales (ACI, 2016). Algunos de los más utilizados son:

• Acelerantes: estos aditivos reducen el tiempo de fraguado, permitiendo una resistencia inicial mayor, lo cual permite aplicar capas subsecuentes de shotcrete con mayor rapidez y en espesores mayores.

• Plastificantes: los reductores de agua se utilizan para mejorar la trabajabilidad y/o reducir la relación agua/cemento. El desarrollo tecnológico ha permitido disponer de aditivos plastificantes de alto rango que permiten usar razones agua/cementos muy inferiores a las corrientes.

• Aditivo Inhibidor de fragua: estabiliza la hidratación del cemento, permitiendo el control en el tiempo de fragua del concreto.

• Humo de sílice: La microsílice o humo de sílice (silica fume) es una forma de sílice amorfa. Es un material finamente dividido que se puede añadir al hormigón proyectado para mejorar o lograr ciertas propiedades en estado fresco y/o endurecido.

• Fibras de refuerzo: se refiere a fibras de acero o sintéticas empleadas para incrementar el refuerzo del shotcrete, principalmente utilizadas para la minería, túneles o taludes (Putzmaister, 2019). Acorde con la organización ACI (2016), y su normativa internacional ACI 506-R16 estos pueden ser:

• Fibras de acero: típicamente elementos de 12 a 40 mm en una proporción entre 20 a 30 kg por volumen (m3) de shotcrete.

• Fibras sintéticas de Polipropileno: son macro-fibras sintéticas estructurales para el refuerzo de hormigones. La proporción de uso varía entre 4 a 5kg por volumen (m3) de shotcrete.

• Alambre: estos deben ser conforme con las normas ASTM A185 y A497, pudiendo ser descubiertos o galvanizados. Normalmente son empleado alambres Nº 8 ó 10 con espacio de 100mm en ambas direcciones.

• Otros: otras formas de acero podrán ser empleadas siempre y cuando cumplan con la norma ACI 318.

Cadena de valor del shotcrete.[pic 2]

1. PROPIEDADES DEL SHOTCRETE:

Algunas de las características más importantes por las que se mide el comportamiento o la calidad del shotcrete son las mencionadas a continuación:

• Densidad: es un indicador de la calidad del shotcrete con parámetros normales entre 2200 a 2400 kg/m3. Sin embargo, este valor no es un medidor confiable por si solo para determinar el nivel de compactación a menos que se cuente con data historia de la mezcla empleada (García & Ogaz, 2015).

• Resistencia a la compresión: “es la resistencia de un material a una fuerza de aplastamiento aplicada axialmente. La resistencia a la 14 compresión no confinada del hormigón endurecido es uno de los muchos indicadores de la calidad del hormigón” (García & Ogaz, 2015).

• Resistencia temprana: “la resistencia a edad temprana es la resistencia del hormigón proyectado requerida a edades menores a las especificados para hormigones convencionales, normalmente a menos de un día” (García & Ogaz, 2015). Esta propiedad es especialmente relevante en operaciones subterráneas como minería y túneles para garantizar la seguridad de los trabajadores y un mejor rendimiento.

• Resistencia a la flexión: “La resistencia a la flexión es la resistencia de un elemento sometido a momentos flectores” (García & Ogaz, 2015).

• Durabilidad: se refiere a la “capacidad del hormigón proyectado para resistir las influencias agresivas dentro del entorno de servicio a que está expuesto. Las influencias agresivas pueden incluir el clima, las temperaturas extremas, impacto y la abrasión” (García & Ogaz, 2015).

• Adherencia: se refiere a la capacidad del hormigón proyectado para adherirse al sustrato o macizo rocoso. “La resistencia de la unión entre una capa de hormigón proyectado y un sustrato subyacente depende de muchas variables, incluyendo el tipo y la condición del sustrato” (García & Ogaz, 2015).

1. CLASIFICACION: FUNCIONES DEL SHOTCRETE:

Según lo descrito por Usabiaga et al. (2014), el hormigón proyectado puede cumplir con las siguientes funciones:

• Regularización de la excavación: el shotcrete tendrá la tendencia a llenar las irregularidades cumpliendo la función de acercar la obra a la geometría de diseño y mejorando a estética de la estructura.

• Conexión entre los bloques de roca: disminuye el movimiento y desprendimiento de rocas al introducirse entre la separación o grietas de las rocas y generando cierto nivel de cohesión.

• Formación del arco estructural: los esfuerzos de la roca son transmitidos al reforzamiento, resistiendo posteriores deformaciones del macizo rocoso y confinándolo.

• Función de retención pasiva: en eventos de grandes deformaciones, es probable la formación de geometrías tipo bolsas las cuales quedan contenidas gracias al shotcrete.

• Función de sello o capa protectora: al servir como barrera con los elementos externos del entorno, disminuye la alteración producto de agentes atmosféricos.

• Protección frente a ataque químico: al igual que la función de capa protectora, en las situaciones donde estén presentes químicos agresivos el shotcrete puede funcionar con barrera de protección.

• Reducción de la permeabilidad: realiza aportes significativos para evitar la entrada de agua, dependiendo de la porosidad del hormigón y de las filtraciones.

• Protección contra el fuego: con la incorporación de aditivos y con las consideraciones pertinentes de caso, el shotcrete actúa como un protector pasivo contra incendio, aislándolo o retardando su efecto.

1. USOS DEL SHOTCRETE:

El hormigón proyectado puede ser empleado en un sinfín de trabajos, y hoy día tiene una gran aceptación y presencia a nivel mundial. La decisión de su usó dependerá de la conveniencia de la estructura a construir y de la factibilidad económica.

Su versatilidad ha logrado que el abanico de aplicaciones para el shotcrete sea realmente amplio, abarcando obras sencillas como piscinas hasta otras de mayor complejidad como la construcción de túneles y reforzamiento en actividades mineras.

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