Ingeniería en Minas IQUIQUE
FORTIFICACIÓN SHOTCRETE VÍA HÚMEDA ¨DOSIFICACIÓN DE TRABAJO¨
Integrante: Integrante: Maribel Claudia Gómez M. Docente: Docente: Jorge Martínez Fecha de entrega: entrega: 29/11/2014
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INDICE: FORTIFICACIÓN SHOTCRETE VÍA HÚMEDA .............................................................................................. 1 1.
Introducción Introducción ................................................................................................................................ 3 1.1.
2.
Objetivos Específicos: Específicos: .......................................................................................................... 3
Método de Fortificación Fortificación Shotcrete Shotcrete por Vía Vía Húmeda Húmeda ........................................................................ 4 2.1. Beneficios: Beneficios:................................................................................................................................... 4 2.2. Desventajas: ............................................................................................................................... 4 2.3. Usos y Aplicaciones: Aplicaciones: ................................................................................................................ 4 2.4. Materiales Materiales Usados ................................................................................................................... 5 3.
Diseño del Shotcrete: Shotcrete: .................................................................................................................. 5 3.1. Cemento: ................................................................................................................................. 5 3.2. Adiciones: Adiciones: ................................................................................................................................ 5 3.3. Áridos ...................................................................................................................................... 6 3.3.1. Parámetros Parámetros relevantes: relevantes: ......................................................................................................... 6 3.3.3. Granulometría Granulometría ....................................................................................................................... 6 3.4.
Agua. ................................................................................................................................... 6
3.5.
Aditivos ................................................................................................................................ 7
3.5.1.
Aportes y Mejoras a la Mezcla; Aditivos – Hiperplastificantes Hiperplastificantes ........................................... 7
3.5.2.
Aportes & Mejoras a la Mezcla; Aditivos – Hiperplastificantes Hiperplastificantes .......................................... 8
4.
SHOTCRETE H30 .................................................................................................................. 9
4.2. Preparación del sustrato: ......................................................................................................... 9 4.3. Preparación Preparación de la mezcla: ........................................................................................................ 9 4.4. Aplicación: Aplicación: ............................................................................................................................... 9 4.5. Precauciones Precauciones Posteriores: Posteriores: ....................................................................................................... 9 5.
Recomendaciones Recomendaciones para proyección shotcrete: shotcrete: .......................................................................... 10 5.1. Recepción en Obra: ............................................................................................................... 10 5.2. Curado y Protecciones: Protecciones:.......................................................................................................... 10
6.
Datos importantes importantes en Shotcrete Vía Húmeda: .......................................................................... 10 6.1. Dosificaciones Dosificaciones........................................................................................................................ 11 6.2. Especificaciones Especificaciones de rendimiento............................................................................................ 11 7.
Transporte Vía Húmeda. ....................................................................................................... 11
8.
CONCLUCION ............................................................................................................................. 12
9.
BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................. 13
10.
GLOSARIO ............................................................................................................................... 14
11.
ANEXOS ................................................................................................................................... 15
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1. Introducción Según sistema de colocación se distinguen dos tipos Shotcrete Vía Seca caracterizado por que el agua se agrega a la salida del pitón en el extremo de la manguera de transporte y en que se Húmeda, se presentara a continuación en el cual se dará mayor énfasis que es el Shotcrete Vía Húmeda, caracteriza por que la mezcla, incluida el agua, se realiza antes de ser introducida en la manguera de proyección. En este informe se presentara en forma clara y precisa primero que todo ¿Qué significa el termino shotcrete por vía húmeda? Además se planteara como énfasis principal la dosificación de trabajo del método planteado anteriormente. 1.1.
Objetivos Específicos:
Determinación Determinaci ón de la dosificación de trabajo del método de fortificación fortifi cación por vía húmeda.
Conocer las características característ icas más relevantes del método(ventajas método(ventaj as y desventajas)
1.1.2 1.1 .2.. Objetiv o General:
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Conocer el procedimiento de realización fortificación de shotcrete por vía húmeda.
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2. Método de Fortificación Shotcrete por Vía Húmeda El Shotcrete Vía Húmeda es aquel que se expulsa a una gran velocidad mediante aire a presión a la superficie que se quiere revestir. r evestir. En este método todos los ingredientes son premezclados y depositados en una bomba, desde donde se bombean a través de mangueras hasta una boquilla. La proyección del material se efectúa mediante la aplicación de aire comprimido a la boquilla. Con la proyección a robot de superficies suficientemente grandes por vía húmeda, es posible lograr (con un operario) una producción promedio de 60 a 100 m3 con rebote inferior al 10%, en un turno de trabajo de 8 horas.(ver imagen n°8)
2.1. Beneficios:
Mezclas íntegramente confeccionadas en planta, listas para ser proyectadas en puntos de descarga.
Auto lubricación entre el hormigón y las mangueras de bombeo y proyección.
Alta resistencia resistenci a a compresión a edades tempranas.
Cohesión que impide la exudación y segregación bajo aire a presión.
Mayores rendimientos. rendimiento s.
Alta velocidad de proyección.
Mínimos índices de rebote (1/2 de vía seca)
Nivel de polvo (1/10 de vía seca)
Menores costos de colocación.
Menos y menos pérdida del cemento.
Mayor productividad.
Adecuado para refuerzo con fibras de acero.
Se pueden solicitar con niveles de confianza de 90% o 95%.
2.2. Desventajas:
Manguera y boquilla pesadas para lanzado manual.
Necesita aditivos para concreto y acelerante.
Largo limitado para la manguera de concreto.
Inversión de equipos es mayor.
2.3. Usos y Aplicaciones:
Revestimiento de taludes inestables de suelos.
Revestimiento y soporte de túneles en minas subterráneas.
Protección de rampas y accesos en minas subterráneas.
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Revestimiento y soporte de túneles de centrales hidroeléctricas. hidroeléctr icas.
Estructuras con secciones curvas o que requieran ser construidas o tratadas con
concreto lanzado.
Protección del acero estructural.
Estabilización Estabilizaci ón de taludes. Muros de contención.
Soporte en obras viales.
Refuerzo o reparación de estructuras de concreto deterioradas.
Recubrimiento Recubrimient o de canales de agua y cunetas. Tanques de agua, piscinas.
2.4. Materiales Usados: Usados: (ver imagen n°3) Cemento
Adiciones
Agua
Áridos
Aditivos
Fibras de refuerzo
3. Diseño del Shotcrete: 3.1. Cemento: Contenido de cemento no sólo es determinado por resistencia o durabilidad: debe considerarse bombeabilidad, cohesión, adhesividad, rebote y abrasión. Recomendación: 400 kg/m3 < Cementante < 550 kg/m3 (retracción). En cada proyecto deben realizarse pruebas con cementos, aditivos, equipos (fabricación, transporte, bombeo, proyección) y personal disponible para determinar contenido óptimo de cemento. Muy importante: importante: verificar compatibilidad cemento-aditivos (ciertos cementos poseen fraguados muy lentos con algunos acelerante). 3.2. Adiciones: Material hidráulicamente activo que mejora propiedades del shotcrete: trabajabilidad, bombeabilidad, durabilidad, permeabilidad, adhesividad, rebote, resistencia, formación de polvo, etc. Adición más común es la: Micro sílice sílice •
Puzolana altamente activa.
•
Hormigones convencionales: prácticamente en mayoría de los casos uso asociado a hormigones de alta resistencia.
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El costo de micro sílice es sílice es inferior al beneficio que provee (m3 colocado): •
Rebote disminuye > 50%.
•
Mejora adherencia al sustrato.
•
Mejora bombeabilidad (menos pérdidas x bloqueo).
•
Optimiza uso de fibras de refuerzo.
•
Mezcla más cohesiva demanda menos acelerante.
•
Disminuye desgaste de equipos.
•
Es complemento y no suplemento del cemento (sólo en ciertas ocasiones permite reemplazo parcial del cemento).
Uso prácticamente obligatorio cuando se usan fibras de refuerzo (uniformidad de mezclado y adhesión a la matriz de cemento).
3.3. Áridos 3.3.1. Parámetros relevantes: • Tamaño máximo (en general <10 mm). •
Granulometría.
•
Coeficiente volumétrico (evitar formas laja y alargadas).
•
Tipo de tratamiento (chancado o rodado).
•
Absorción.
•
Densidad.
•
Finos por lavado.
3.3.2. Tamaño máximo •
Mayoría de aplicaciones: Tmax 10 mm.
•
Mayor Tmáx: Menor demanda del agua, pero aumenta rebote.
•
Menor Tmáx: Mayor demanda del agua, pero dism. rebote.
3.3.3. Granulometría •
Fundamental en shotcrete: compactación se logra a través de acomodación de partículas durante proceso de proyección (en hormigón tradicional se logra a través de vibración externa).
•
Parámetro mucho más crítico en vía húmeda que en vía seca, debido a que influye en propiedades como bombeo, segregación y cohesión.
•
3.4. • •
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Importante: granulometría hormigón colocado difiere de hormigón fabricado (rebote). Agua. Considerar idénticas precauciones que en hormigones tradicionales. tradicionales . En caso de sospechas de de calidad del agua, preparar pruebas comparativas con agua potable.
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3.5. Aditivos Función: •
Obtener baja relación a/c (< 0.45).
•
Aumentar cohesión, disminuir segregación y exudación.
•
Mejorar bombeabilidad.
•
Mejorar resistencias resistencias iniciales y finales.
•
Disminuir tiempos de fraguado.
•
Controlar la hidratación.
•
Lograr curados efectivos.
•
Incorporar aire.
•
Aunque aditivos puedan haber sido usados en muchas obras (diversas condiciones), esta información es sólo una buena aproximación de partida: en cada proyecto se deben realizar pruebas de laboratorio y terreno para determinar aditivos y dosis adecuadas.
•
Muy importante important e es verificar comportamiento de aditivos considerando: o
Tipo y dosis de cemento
o
Tipo y calidad del árido
o
Dosificación Dosificac ión propuesta
o
Eficiencia equipos de fabricación
o
Tiempos de ciclo de producción
o
Equipos de bombeo y proyección
o
Condiciones ambientales de operación
o
Experticia de operadores
3.5.1. Aportes y Mejoras a la Mezcla; Mezcla; Aditivos Aditivos – Hiperplastificantes (Ver imagen n°4) Finalidad: Finalidad: Lograr mezclas de alta trabajabilidad manteniendo baja relación a/c, sin segregación ni exudación (cono> 18 cm en mezcla a/c < 0.45). Mecanismo de acción y efecto: efecto: dispersión dispersión en la masa de hormigón, logrando reducciones de agua de hasta 35% (permiten mantener contenido de cemento dentro de rangos recomendables debido a altas reducciones de agua).
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3.5.2. Aportes & Mejoras Mejoras a la Mezcla; Mezcla; Aditivos Aditivos – Hiperplastificantes Ejemplo: Costo de shotcrete vía húmeda usando hiperplastificante. Diseño: a/c < 0.45, árido Tmax 10 mm, cono > 18 cm, acelerante libre de álcalis 8%. (Precios ref.: Cemento GAR 120 US$/Ton; Hiperplastificante 2.5 US$/kg; Acelerante AF 0.40 US$/kg). a) Opción 1: No usar aditivo aditivo hiperplastificante. Demanda de agua cono 18 cm: 285 L/m3. Cemento: 285 / 0.45 = 633 kg/m3. Acelerante: Acelerante: 633 x 8.0% 8.0% = 50.64 50.64 kg/m3 Costo: 633 x 120 /1000 + 50.64 x 0.4 = 96.2 US$/m3. b) Opción 2: Usar aditivo hiperplastificante. 200 L/m3 agua libre + 1.0% Hiperplastificante. Cemento = 200 / 0.45 = 444 kg/m3. Cantidad Hiperplastificante: 444 kg/m3 x 1.0% = 4.44 kg/m3 Acelerante: Acelerante: 444 kg/m3 kg/m3 x 8.0% = 35.52 kg/m3 Costo: 444 x 120 / 1000 + 4.44 x 2.5 + 35.52 x 0.4 = 78.6 US$/m3. Ahorro por m3 colocado: 18.3%. Opción 1: Mezcla de alto potencial de retracción plástica. 3.5.3. Problema: •
Shotcrete vía vía húmeda tiene limitado tiempo de vida (pocos minutos u horas).
•
Distancias de transporte, retrasos y/o detenciones dificultan operación.
Solución :
(Ver imagen n°5) •
Delvocrete: Delvocrete: aditivo de última generación desarrollado por BASF CC, que permite controlar hidratación del cemento (shotcrete vía seca y húmeda), permitiendo ampliar considerablemente tiempo de utilización.
•
Delvocrete produce ahorros importantes al evitar frecuente lavado de equipos (proyección y bombeo) y rechazos de hormigón por exceder tiempo de utilización (costos generalmente no considerados en presupuesto).
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•
Calidad del shotcrete con Delvocrete es igual o superior a hormigón convencional.
•
Pruebas de terreno muestran que Delvocrete puede producir disminuciones en el rebote.
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4. SHOTCRETE H30 (ver imagen n°7) 4.1. D escripción escripción:
Mortero pre dosificado en seco formulado con áridos seleccionados, cementos y aditivos especiales. Diseñado para la proyección por vía húmeda o seca, en la construcción de piscinas, sostenimientos de túneles, revestimientos de taludes y reparaciones de estructuras. 4.2. Preparación del sustrato: •
La superficie se debe encontrar limpia, libre de polvo, partículas sueltas y cualquier otra sustancia que pueda afectar una buena adherencia.
•
Para realizar realizar la limpieza limpieza generalmente generalmente se utiliza aire aire a presión, presión, aire y agua a presión o solamente agua a presión.
•
La superficie que recibirá el Shotcrete se debe encontrar húmeda (Saturada, superficialmente seca).
4.3. Preparación de la mezcla: •
Para la aplicación por vía húmeda se requiere preparar la mezcla antes de colocarla en la máquina proyectora.
•
Mezclado mecanizado:
•
Coloque el 80 % del agua indicada en el saco o ficha técnica en la betonera.
•
Vierta el contenido del saco y revuelva por 2 minutos.
•
Añada el resto del agua y revuelva hasta obtener una mezcla homogénea, aproximadamente aproximadament e 3 minutos.
4.4. Aplicación: (Ver imagen n°6) •
La aplicación se debe realizar en forma perpendicular a la superficie, con movimientos circulares.
•
La distancia de proyección debe ser entre 60 y 180 cm, medida desde la boquilla de salida y la superficie.
•
El espesor de cada capa no debe ser mayor a los 50 mm.
•
El tiempo de espera entre las distintas capas debe ser de 24 hrs. si no se utiliza aditivo acelerante.
4.5. Precauciones Posteriores: •
Curado: mantener húmedas las zonas proyectadas durante 7 días, para esto debe utilizar agua potable.
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Evitar que las superficies queden expuestas al sol directo y a vientos excesivos.
5. Recomendaciones para proyección shotcrete: Para tener una mejor recepción del hormigón, se deben considerar los siguientes puntos básicos: 5.1. Recepción en Obra:
No se debe adicionar agua al hormigón debido a las graves consecuencias que traería para su resistencia.
Verificar y chequear que el camino de acceso a la obra tenga las condiciones mínimas adecuadas para soportar el paso de camiones.
Tener una buena planificación y organización de la obra que permita una rápida descarga y colocación del producto.
Revisar el buen funcionamiento funcionamien to de equipos y herramientas destinados a la colocación del hormigón y personal disponible.
5.2. Curado y Protecciones: El curado consiste en lograr que el hormigón no pierda violentamente el agua que necesita el cemento para hidratarse, junto con mantenerlo en condiciones moderadas de temperatura para permitir el adecuado desarrollo de la resistencia. El curado debe iniciarse inmediatamente después de la proyección y mantenerse al menos durante 3 días seguidos.
6. Datos importantes en Shotcrete Shotcrete Vía Húmeda: (ver imagen n°2)
Se le puede agregar aditivos como por ejemplo; los agentes de bombeo ,reductores de agua y agentes de control de la hidratación ,también a los aditivos se les suma una línea completa de acelerante
Al añadir un acelerante en la boquilla para agilizar el fraguado y la ganancia de resistencia resistenci a inicial del concreto en el substrato, esto permite la instalación de un soporte rápido en obras de construcción de túneles y de excavación de rocas.
La Adición de Fibras a la mezcla del concreto produce un shotcrete dúctil resistente que permite el movimiento del terreno después de la aplicación. Al utilizarse estas fibras en el método por vía húmeda son dosificadas con la mezcla del concreto en el shotcrete proyectado. El uso de estas fibras posibilita eliminar la malla electro soldada.
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6.1. Dosificaciones Vía húmeda • Cemento: 390 – 450 kg/m3 • Adiciones: • Relación a/mc = 0,4 – 0,5 • Agregados:
Dn = 1/3 diámetro boquilla
Grava: 20 – 30%
Arena: 70 – 80%
• %pasa #100: 15 – 30%
MF arena: 2,5 – 2,9
• Cono: 4 – 7,5 cm
Cemento
Contenido C3A: 7 – 11% en masa.
Superficie específica: 3200 a 4000 cm2/gr.
6.2. Especificaciones de rendimiento Propiedades de rendimiento típicos (ejemplos): •
Resistencia a la compresión : mínimo de 5000 psi ( 35 MPa )a los 28 días
•
Absorción hervida y el volumen de vacíos permeables máximo del 8% y 17 %, respectivament respectivamente e
•
Resistencia a la flexión : mínimo de 600 psi ( 4 MPa ) a los 28 días ( cuando las fibras están presentes )
•
vacío Aire factor de espaciamiento : máximo de 300 mm (cuando las heladas durabilidad es un problema)
•
La resistencia de unión : mínimo de 150 psi ( 1 MPa ) a los 28 días
7. Transporte Vía Húmeda. Equipo Aliva-285 Extendida (ver (ver imagen n°1) n°1 )
Con grado teórico de relleno del 100% ,si el motor con 60 Hz = 20% más alto de la capacidad de transporte. Más de 80 mt de distancia de transporte, usar tubos de acero.
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8. CONCLUCION Al terminar este trabajo se puede concluir que el shotcrete son mezclas especialmente especialmente dosificadas para emplearse en los sostenimientos de taludes y túneles Dependiendo del tipo de graduación de los áridos, se puede suministrar Shotcrete para realizar una adecuada terminación superficial, entre los beneficios más principales de método por vía húmeda son que para recuperación estructurales en planos verticales no se requiere de moldajes, se logran altas resistencias iniciales para terminar al presentar menos rebote y menos generación de polvo las condiciones de trabajo para la persona que efectúa el trabajo con de mejor calidad y con más seguridad lo que en la práctica reduce costos humanos como monetarios para la empresa lo que hace que el estándar de seguridad sea muy bueno. Con la proyección a robot de superficies suficientemente grandes por vía húmeda, es posible lograr (con un operario) una producción promedio de 60 a 100 m3 con rebote inferior al 10%, en un turno de trabajo de 8 horas..
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9. BIBLIOGRAFIA file:///C:/Users/Maribel/Downloads/503756_shotcreteViaHume.pdf file:///C:/Users/Maribel/Downloads/90357_SHOTCRETE.pdf%20(2).pdf http://codimin.com/pdf/tecnologia_shotcrete.pdf http://hmct.cl/fichas/tx_sh30.pdf
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10. GLOSARIO o
Shotcrete : El shotcrete o concreto lanzado por el sistema de vía húmeda, consiste en trasladar neumáticamente por una tubería, una mezcla de concreto a la que se añade un aditivo acelerante que produce una fragua o endurecimiento inicial muy rápido, éste producto se adhiere a la superficie irregular de la mina, evitando accidentes por desprendimiento de la roca.
o
Aditivos: Aditivos: Tienen la función de aumentar la durabilidad del concreto, reducen o eliminan la corrosión o producen un concreto de baja contracción que reduce o elimina el agrietamiento del concreto.
o
Resistencia inicial: Este inicial: Este es un prerrequisito para el concreto Proyectado sobre cabeza, particularmente para altos rendimientos, cuando se aplican capas gruesas o cuando se lanzan en lugares con filtraciones de agua. La curva de desarrollo de resistencia en los primeros minutos tiene una fuerte influencia en la generación de polvo y en rebote .
o
Resistencia final: final: A menor cantidad de agua en la mezcla, menor porosidad de la pasta de concreto endurecido. Esto tiene un efectivo ventajoso en la mayoría de las propiedades del concreto, especialmente para la resistencia para la resistencia a la compresión.
o
Fibras de acero y polipropileno: Este aditivo permite incrementar la resistencia a la compresión y flexión del shotcrete, pero no se debe usar como reemplazo de un refuerzo de acero; para Cobriza utilizamos la fibra de polipropileno, ya que no se deteriora con el agua, es inerte
o
Rebote: Rebote: Cuando se utiliza este tipo de sostenimiento sea por Vía seca y/o Húmeda, no todo el mortero queda adherido en los hastíales y el techo de las labores, un porcentaje se va al suelo, el mismo es denominado rebote.
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11. ANEXOS
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Imagen n°4
Imagen n°5
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Imagen n°3
Ingeniería en Minas IQUIQUE Imagen n°6
Imagen n°7
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robot utilizado Vía Húmeda (Imag. N°8)
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