Monografia de Shotcrete

SHOTCRETE Sostenimiento Pasivo Mecánica de Rocas ING. Jesús Callupe Joseph Rojas Saire CICLO V

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

La creatividad del hombre surge de su deseo natural de conocer y de su capacidad de aprender. Los exploradores y los descubridores poseen estos rasgos en dosis extremas: movidos por una curiosidad a toda prueba, se atreven a ir más allá de los bordes bordes de lo con conocid ocido, o, a explorar explo rar la naturaleza natur aleza de las cosas, a buscar los vínculos que conectan ideas, hechos, concepciones, a ver las cosas desde una luz diferente, a cambiar las percepciones de la humanidad. Un hecho bien conocido de la industria de la construcción - y en particular de la industria de la construcción subterránea - es que no hay un proyecto que sea igual a otro. Cada uno está acompañado por una verdadera maraña de parámetros y circunstancias que generan un grado de complejidad superior al de otras industrias, obligando a contratistas y a abastecedores a trabajar con una mente sumamente flexible.

El shotcrete posee ventajas enormes en su calidad de proceso de construcción y de soporte de rocas; ello, sumado al avance logrado en materiales, equipos y conocimientos de aplicación, ha hecho de esta técnica una herramienta muy importante y necesaria para los trabajos de construcción subterránea. En particular, la tecnología moderna de shotcrete por vía húmeda ha ampliado ampliad o el campo de trabajo de la construcción subterránea. Proyectos que en el pasado eran imposibles de llevar a cabo, son ahora viables. Independientemente del tipo de terreno, hoy en día es posible aplicar esta tecnología en cualquier condición.

JOSEPH ROJAS SAIRE

2

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

La creatividad del hombre surge de su deseo natural de conocer y de su capacidad de aprender. Los exploradores y los descubridores poseen estos rasgos en dosis extremas: movidos por una curiosidad a toda prueba, se atreven a ir más allá de los bordes bordes de lo con conocid ocido, o, a explorar explo rar la naturaleza natur aleza de las cosas, a buscar los vínculos que conectan ideas, hechos, concepciones, a ver las cosas desde una luz diferente, a cambiar las percepciones de la humanidad. Un hecho bien conocido de la industria de la construcción - y en particular de la industria de la construcción subterránea - es que no hay un proyecto que sea igual a otro. Cada uno está acompañado por una verdadera maraña de parámetros y circunstancias que generan un grado de complejidad superior al de otras industrias, obligando a contratistas y a abastecedores a trabajar con una mente sumamente flexible.

El shotcrete posee ventajas enormes en su calidad de proceso de construcción y de soporte de rocas; ello, sumado al avance logrado en materiales, equipos y conocimientos de aplicación, ha hecho de esta técnica una herramienta muy importante y necesaria para los trabajos de construcción subterránea. En particular, la tecnología moderna de shotcrete por vía húmeda ha ampliado ampliad o el campo de trabajo de la construcción subterránea. Proyectos que en el pasado eran imposibles de llevar a cabo, son ahora viables. Independientemente del tipo de terreno, hoy en día es posible aplicar esta tecnología en cualquier condición.

JOSEPH ROJAS SAIRE

2

SHOTCRETE

2009

NDICE CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN 1 ¿Qué significa significa el shotcrete? Definición del shotcrete Donde se utiliza el shotcrete? Principios del Shotcrete Diferencia entre los Métodos de proyección CAPITULO 2 METODO POR VIA SECA Composición Composición de Una Mezcla Seca 2.1.1 Contenido de Cemento 2.1.2 Relación Agua/Cemento 2.1.3 Contenido de Humedad Natural 2.1.4 Aditivos 2.1.5 Adiciones 2.1.6 Fibras 2.2 Problemas de proceso de Proyección de Mezclas secas CAPITULO 3 METODO POR VIA HUMEDA Economía Ambiente de Trabajo 3.3 Calidad 3.4 Aplicación 3.5 Ventajas Desventajas Diseño de Mezcla para Proyección por vía húmeda 3.7.1 Microsilice 3.7.1.1 Ventajas Especiales del Shotcrete con Microsilice Microsilice Agregados 3.9 Aditivos: Superplastificantes/Plastificantes CAPITULO 4 REFUERZO DE FIBRAS 4.1 ¿ Porque es necesario reforzar el concreto? 4.2 Comportamiento Comportamiento de las fibras fibras Metálicas en el Shotcrete 4.3 CLASES DE FIBRAS 4.3.1 Fibras de Vidrio 4.3.2 Fibras Sintéticas 4.3.3 Fibras de Carbono 4.3.4 Fibras Metálicas 4.4 Ventajas Técnicas Técnicas de las fibras Metálicas 4.5 Diseño de la Mezcla para para el Shotcrete reforzado con Fibra Fibra CAPITULO 5 DURABILIDAD DEL SHOTCRETE 5.1 Diseños Construibles 5.2 Tiempos de Fraguado 5.3 Rebote 5.4 Control del espesor Curado del Concreto Ensayos de Muestras Sistemas para para Mediciones Mediciones del desarrollo desarrollo de la Resistencia Resistencia Agujas de Penetración CAPITULO 6 APLICACIÓN Y MANIPULEO DEL CONCRETO LANZADO 6.1 Identificación de los Problemas del del Terreno Técnicas de Proyección Generales Posicionamiento Posicionamiento y Distancia del Lanzado del shotcrete Destrezas del operario Angulo de Colocación del shotcrete CAPITULO 7 7.1 Aplicación Manual 7..1.1 Equipos /Sistemas /Sistemas para la Proyección en vía seca 7.1.1.1 Principio de funcionamiento funcionamiento Ficha Técnica de Aliva 252 7.1.1.2 Avances 7.1.2 Equipos/Sistemas Equipos/Sistemas para la Proyección por vía Húmeda 7.1.2.1 Avances Características Principales Información Técnica de Aliva 2 63 Húmedo 7.2 Proyección Mecanizada 7.2.1 Brazos de Proyección Brazos de Proyección Asistido p or Computadora Sistemas de Boquillas CAPITULO 8 “Costos” CAPITULO 9 ASPECTOS ADICINALES

JOSEPH ROJAS SAIRE

3

SHOTCRETE

2009 1. Que

significa Shotcrete?

El shotcrete (mortero, o «gunita») comenzó a utilizarse hace casi 90 años. Los primeros trabajos con shotcrete fueron realizados en los Estados Unidos por la compañía CementGun (Allentown, Pensilvania) en 1907. Un empleado de la empresa, Carl Ethan Akeley, necesitaba una máquina que le permitiera proyectar material sobre mallas para construir modelos de dinosaurios, e inventó el primer dispositivo creado para proyectar materiales secos para construcciones nuevas. Cement-Gun patentó el nombre «Gunite» para su mortero proyectado, un mortero que contenía agregados finos y un alto porcentaje de cemento.

1.1 Definicion del Shotcrete Hoy en día se utiliza el nombre de “Gunita”. Es una mezcla “pre confeccionada”, de cemento y determinados tipos de agregados mezclados con agua, el cual es lanzado por medio de una bomba proyectora empleando un flujo de aire comprimido, hasta la “lancha o tobera”, desde el cual el operador dirige el chorro contra la superficie de aplicación sobre la cual adhiere este material, dando lugar al compactamiento del mismo por la fuerza del impacto.

1.2 ¿Dónde se utiliza el shotcrete? Se aplica shotcrete para resolver problemas de estabilidad en tuneles, en galerías, piques, estaciones eléctricas, etc. Y en otras construcciones subterráneas además hoy en día esta técnica es un factor clave para el shotcrete de rocas en aplicaciones como:

   

Construcciones de tuneles Operaciones mineras Hidroelectricas Estabilización de taludes

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.

Figura 1: Shotcrete reforzado en taludes

JOSEPH ROJAS SAIRE

4

SHOTCRETE

2009

1.3 Principios del Shotcrete Usuarios importantes del 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 que se utilizaba el shotcrete para estabilizar rocas; sin embargo 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.

Figura 2: Equipo de proyección por vía húmedo

1.4 Diferencia entre los Métodos de Proyección Hay dos métodos de shotcrete; seco (al que se le añade el agua de hidratación en la boquilla de proyección), y húmedo (aquel en que las mezclas transportadas contienen ya el agua necesaria para la hidratación). Ambos métodos tienen sus ventajas y desventajas, y la selección de uno y 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 y minera.

JOSEPH ROJAS SAIRE

5

SHOTCRETE

2009

Figura 3: Diferencia de las dos vías de proyección

JOSEPH ROJAS SAIRE

6

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 2 METODO POR VIA SECA 2.1 Composición de una Mezcla Seca

Figura 4: Esquema de aplicación por vía seca

2.1.1 Contenido del Cemento En la fabricación de la mezcla seca se utiliza usualmente una proporción de cemento que varía entre 250 y 450 kilogramos por 100 litros de agregado (arenas fina o arena gruesa o confitillo). Entre 320 y 460 kg/m 3 de concreto, para estimar el contenido real del 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 de contenido de cemento si se le compara con la mezcla inicial. En una mezcla regular 350 kg/ m 3, un rebote de 20% se traduce aproximadamente en 400 kg/m 3.

JOSEPH ROJAS SAIRE

7

SHOTCRETE

2009

2.1.2 Relación Agua / Cemento La relación agua/cemento, tiene una influencia fundamental en la calidad del shotcrete. El agua total utilizada en la mezcla seca añadida se compone del agua de la mezcla añadida en la boquilla y la humedad ya presente en el agregado. A diferencia de la proyección proyección por vía vía húmeda, en la proyección proyección de la vía vía seca no hay un valor definido definido para la relación del agua/cemento debido aquel operario de la boquilla es quien controla y regula la cantidad del agua de la mezcla: si se agrega muy poco agua se crea inmediatamente un exceso de polvo; si se agrega demasiada agua el shotcrete no se adherirá a la superficie.

Figura 5: Almacenamiento adecuado del cemento 2.1.3 Contenido de de Humedad Humedad Natural Otro aspecto importante de la mezcla seca, es el contenido de humedad natural. Cuando la mezcla está demasiado seca, la proyección produce una cantidad excesiva de polvo; por otra parte, si si el contenido contenido de humedad humedad es demasiado demasiado alto el rendimiento rendimiento del del shotcrete disminuye drásticamente, y las maquinarias y mangueras transportadoras se taponan. El contenido de humedad natural optimo debe oscilar entre el 3 y 6 %. Estos valores son determinados en la planta de tratamientos de agregados.

JOSEPH ROJAS SAIRE

8

SHOTCRETE

2009

Figura 6: Mezcla demasiada seca 2.1.4 Aditivos Existen varios aditivos cuya función es controlar las propiedades del shotcrete entren las más importantes figuran los acelerantes del fraguado, estos aditivos reducen el tiempo del fraguado. El shotcrete exhibe un fraguado más rápido y una resistencia inicial mayor, lo cual permite aplicar capas subsecuentes del shotcrete con mayor rapidez y espesores mayores. Tal como es conocido en la tecnología de construcción acelerar la hidratación del cemento resultados de la alta calidad en el shotcrete es crítico añadir la menor cantidad posible del acelerante y hacerlo de manera uniforme, en cada caso debe determinarse determinarse la proporción del acelerante acelerante según según la la cantidad cantidad del cemento cemento utilizado. utilizado.

2.1.5 Adiciones A diferencia de los aditivos químicos, el efecto de las adiciones es principalmente físico entre la mas conocidas figuran los rellenos minerales conocidos como microsilice (o humos de sílice). Cuya importancia ha crecido en la industria, estas sustancias finas con una proporción de sílice que varia entre 65 y 97 % según la calidad. La microsilice tiene otro efecto interesante en el método por vía seca, al añadirse de manera apropiada, su uso puede también conducir a una reducción del rebote hasta el 50%.

Figura 7: Control de hidratación por vía seca

JOSEPH ROJAS SAIRE

9

SHOTCRETE

2009

2.1.6 Fibras 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 y la razón es el mayor rebote (> 50%).

Figura 8: Fibra metálica 2.2 Problemas de proceso proceso de de proyección de Mezclas secas secas Todo proceso tiene sus desventajas; las del método por vía seca son sus costos operativos relativamente superiores debido al desgaste y daños en la misma maquina de rotor; especialmente en los empaques de caucho y los discos de fricción.

Figura 9: Principio de Rotor de una maquina de proyección en vía seca

JOSEPH ROJAS SAIRE

10

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 3 METODO POR VIA HUMEDA

Figura 10: Tolva de vía húmeda 3.1 Economía La capacidad de proyección ha aumentado considerablemente desde los tiempos de maquinarias / robots de mezclado en seco, hasta los robots de vía húmeda modernas, en un turno de 8 horas, la capacidad promedio de proyección del método por la vía húmeda es usualmente 4 a 5 veces mayor que la del método por vía seca.

Figura 11: Boquilla de una maquina robot en vía húmeda

JOSEPH ROJAS SAIRE

11

SHOTCRETE

2009

3.2 Ambiente de trabajo Los operarios por vía seca estaban acostumbrados a trabajar en medio de una cantidad de polvo, se emitía polvo no solo desde la boquilla, si no también desde la maquina de proyección como norma general, los resultados de mediciones de polvo en el ambiente de trabajo eran mas de tres veces la cantidad permisible. El método por vía húmeda mejoro significativamente las condiciones de ambiente de trabajo, trayendo consigo mayor seguridad para los trabajadores de los tuneles.

Figura 12: Operador lanzando el concreto 3.3 Calidad Todavía se piensa equivocadamente que el método por vía húmeda no ofrece resultado de alta calidad, lo cierto es que si se utilizan aditivos reductores de agua (baja relación agua/cemento) y microsilice, se pueden obtener resistencias a la compresión de hasta a 100 Mpa, 14 600 lbs/pul 2 o 66 138 kg/cm2 aplicando shotcrete por vía húmeda.

Figura 13: Control de hidratación en shotcrete fabricado por vía húmeda

JOSEPH ROJAS SAIRE

12

SHOTCRETE

2009

3.4 Aplicación Con el método húmedo es mas fácil de producir una calidad constante a lo largo del proceso de proyección, la mezcla ya lista se descarga en una bomba y se transporta a presión a través de manguera. A principio se usaban bombas helicoidales; hoy en día predominan las bombas a pistón. En la boquilla de los extremos de la manguera se agrega aire al concreto a razón de 7 a 15 m 3/min., y a una presión de 7 bares según el tipo de aplicación (manual o robot).

El aire tiene la función de aumentar la velocidad de concreto a fin de lograr una buena compactación y adherencia a la superficie. Un error común que se comete con el método de vía húmeda es utilizar cantidades insuficientes de aire. Generalmente se agregan entre 4 y 8 m 3/min. de aire, la cual disminuye la resistencia a la compresión y a la adherencia y rebote son deficiente, para la proyección robotizada se requiere hasta 15 m 3/min. de aire.

Figura 14: Método por proyección en vía húmeda

JOSEPH ROJAS SAIRE

13

SHOTCRETE

2009

3.5 Ventajas 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 fibra. 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/cemento constaste y definida). Mayor resistencia a la compresión y uniformidad de resultados. Producción muy superior, y por tanto más económica.

3.6 Desventajas

Distancia de transporte limitada (máximo 300 m.) Mayores demanda en calidad del agregado. Solo se permiten interrupciones limitadas Costo de limpieza.

Figura 15: Lanzamiento de shotcrete en cancha de relave de Mina Rosaura

JOSEPH ROJAS SAIRE

14

SHOTCRETE

2009

3.7 Diseño de Mezcla para Proyección por vía húmeda Elementos necesarios para producir un buen shotcrete con el método por vía húmeda.              

Cemento Microsilice Agregados Aditivos Acelerantes líquidos de fraguado libre de álcalis Fibras Post-tratamiento Equipo de proyección apropiada Correcto ejecución de la técnica Algunos aspectos que influyan en la calidad del material obtenido Baja relación agua/cemento Menos agua Menos cemento Buena capacidad de colocación

3.7.1 Microsilice Se considera el humo de sílice (o microsilice) es una puzolana. Muy reactiva con alta capacidad para fijar iones extraños particularmente álcalis, la microsilice tiene un efecto de relleno; se cree que distribuye los productos de hidratación de manera más homogénea en el espacio disponible. Es importante tener en cuenta que la microsilice puede utilizarse de dos maneras:  

Como reemplazo del cemento, para reducir el contenido cemento (usualmente por razones de economía). Como adición para mejorar las propiedades del concreto, tanto fresco como endurecido.

Figura 16: Microsilice

JOSEPH ROJAS SAIRE

15

SHOTCRETE

2009

3.7.1.1 Ventajas Especiales del Shotcrete con Microsilice

El uso correcto de microsilice puede proporcionar las siguientes propiedades del shotcrete:

Mejorar la capacidad de bombeo: lubrica y previene la exudación y la segregación. Menos desgaste del equipo y de la manguera del bombeo. Mayor cohesión del concreto fresco, y por tanto menos consumo del acelerante (con mejores resistencia finales a la compresión). Resistencia mecánicas superiores. Menor rebote Mayor resistencia a los sulfatos

3.8 Agregados

Es importante que la distribución del tamaño del grano y otras características sean lo mas uniformes posibles particularmente importantes son la cantidad y características de los finos para la proyección de mezclas húmedas. Deben observarse los siguientes criterios:

La curva granulométrica del agregado es también muy importante especialmente en sucesión inferior. El contenido de material fino en el tamiz N· 0.125 mm. debe oscilar entre un limite inferior de 4 – 5% y uno superior de 8 – 9%.

JOSEPH ROJAS SAIRE

16

SHOTCRETE

2009

Figura 17: Curvas de Distribución para los Agregados del Shotcrete

JOSEPH ROJAS SAIRE

17

SHOTCRETE

2009

Figura 18: Cuadro de Tamiz

En los posible la cantidad de partículas de 8 mm. no debe exceder el 10% en caso contrario las partículas rebotaran durante la proyección sobre superficies duras (al comenzar la aplicación), o penetraran el concreto ya colocado produciendo cavidades difíciles de rellenas

3.9 Aditivos: Súper plastificantes/Plastificantes

Los aditivos tienen como finalidad lograr propiedades específicos en el concreto fresco y el endurecido mediante el método de proyección por vía húmeda. Los Supe plastificantes/Plastificantes tienen un efecto excelente en la dispersión de “finos” y por tanto son aditivos ideales y necesarios para el sh otcrete. El mayor asentamiento logrado por los supe plastificantes convencionales depende de las condiciones de tiempo y temperatura y una dosis excesiva de aditivos puede conducir a segregación y una perdida total de la cohesión, normalmente la dosificación oscila entre 4 – 10% kg/m2 según los requisitos de la calidad relación agua/cemento, consistencia requerida, así como también el tipo de agregado y cemento.

JOSEPH ROJAS SAIRE

18

SHOTCRETE

2009

figura 19: Resultados de un Ensayo de Concreto con aditivos plastificantes

JOSEPH ROJAS SAIRE

19

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 4 REFUERZO CON FIBRAS El concreto reforzado con fibras esun material novedoso que esta siendo desarrollado de forma acelerada gracias al mejoramiento de las nuevas fibras, tecnologica y tecnicas de aplicación del concreto. El uso del shotcrete reforzado con fibras ha alcanzado significativamente en los ultimos años, contando ahora con la aprobacion de ingenieros, especificadores, propietarios y contratistas del mundo entero para las aplicaciones de soporte de rocas.

Figura 20: Fibra metalica 4.1 ¿Por qué es necesario reforzar el concreto? El concreto es un material fragil generalmente y el shotcrete se agrietan por razones estructurales principalmente por la poca resistencia a la traccion del material. El agrietamiento se produce como resultado de una combinacion de los esfuerzos de contraccion. Para evitar este problema, es necesario reforzarlo con mallas electrosoldadas y varillas de acero, pernos de roca, split set, o con fibras.

Figura 21: Shotcrete con Mallas y perno

JOSEPH ROJAS SAIRE

20

SHOTCRETE

2009

4.2 Comportamiento de las fibras Metalicas en el Shotcrete La funcion principal de las fibras metalicas en el shotcrete es aumentar la ductilidad del material, si bien es posible obtener una elevada resistencia a la flexion sin necesidad de fibras metalicas. Los resultados de pruebas a gran escala han demostrado que despues del endurecimiento, la resistencia a la flexion del shotcrete basico se reduce a la mitad debido a la contraccion y a la aparicion de micro fisuras, mientras que el shotcrete reforzado con fibras metalicas mantiene su resistencia a la flexion.

Figura 22: Diagrama de Resistencia de una fibra de acero 4.3 CLASES DE FIBRAS 4.3.1 Fibras de Vidrio Las fibras de vidrio no sirven como un material permanente porque al cabo de cierto tiempo se fragilizan y son destruidas por la parte basica de la matriz de concreto, por tanto, no deben utilizarse en ningun tipo de concreto shotcrete o morteros con base del cemento.

Figura 23: Fibra de vidrio

JOSEPH ROJAS SAIRE

21

SHOTCRETE

2009

4.3.2 Fibras Sintéticas Las fibras de plásticos cortas son resistentes y duraderas. Pero sus propiedades mecánicas son similares a las del concreto y no mejoran las propiedades mecánicas ni imparten viscosidad al concreto; por tal motivo se requiere para reforzar y contrarrestar la contracción (en partículas contracción plástica) y también reducen el rebote en la proyección por vía húmeda, adicionalmente las fibras sintéticas tienen un efecto positivo en la resistencia del fuego del shotcrete.

Figura 24: Fibra Sintética (Polipropileno)

4.3.3 Fibras de Carbono Desde el punto de vista técnico las fibras de carbono tienen propiedades mecánicas ideales para el soporte de rocas, pero en la práctica no se utilizan debido a que son muy costosas.

Figura 25: Fibra de Carbono

JOSEPH ROJAS SAIRE

22

SHOTCRETE

2009

4.3.4 Fibras Metálicas Estas son las fibras mas utilizadas para el shotcrete, existen varias clases y calidades disponibles en el mercado, pero solo algunos reúnen los requisitos establecidos para el shotcrete reforzado con fibra.

Figura 26: Fibra Metálica (Dramix)

Los parámetros críticos de las fibras metálicas son:

Geometría Longitud Relación largo / espesor (L/D) Calidad de acero

Figura 27: Relación Largo y espesor de fibra (Dramix)

JOSEPH ROJAS SAIRE

23

SHOTCRETE

2009

4.4 Ventajas Técnicas de las fibras Metálicas El soporte de rocas esta acompañado de riesgos constantes de cargas inesperadas y deformación, el mejor margen de seguridad posible se logra con una capa de shotcrete que tenga la mas alta de energía de rotura (ductilidad) posible.

Figura 28: Curvas que muestren la deformación bajo la variación de la carga P aplicada a capas de shotcrete con o sin refuerzos de fibras metálicas. Si bien la adición de fibras metálicas ordinarias duplica la energía de rotura del shotcrete, con la adición de las nuevas fibras metálicas se alcanza un valor de energía de rotura que es de 50 a 200 veces mayor en términos prácticos, esto significa que con estas nuevas fibras, una capa de shotcrete puede agrietarse y deformarse y aun conservar una gran capacidad de carga de manera que en circunstancias normales hay tiempo suficiente para poder observar las fisuras o deformaciones y poder tomar las medidas pertinentes.

Figura 29: Comparación de energía de rotura de fibras metálicas y mallas electrosoldadas

JOSEPH ROJAS SAIRE

24

SHOTCRETE

2009

4.5 Diseño de la Mezcla para el Shotcrete reforzado con Fibra

El diseño de mezcla con fibras metálicas requiere de experiencia teórica y practica del personal.



El shotcrete reforzado con fibra requiere el uso de microsilice y aditivos para poder contrarrestar los efectos negativos que tienen las fibras sobre el bombeo y la proyección.



Se requiere un contenido mayor de material fino (mínimo 400 kg.)



Por razones de anclaje, el tamaño de las fibras debe ser al menos el doble del tamaño del agregado máximo.



Las fibras metálicas pueden añadirse antes, después o durante de la sodificacion de los materiales del concreto. Si se produce aglomeración de fibras (bolas), puede eliminarse modificando la secuencia de sodificacion.



La fibra debe tener un largo no superior de 50 – 60% del diámetro de la manguera de bombeo. Esto significa para la proyección manual la longitud de una fibra normal es 25 mm. para robots con manguera de 65 mm.

Figura 30: Aditivo (Adicrest)

JOSEPH ROJAS SAIRE

25

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 5 DURABILIDAD DEL SHOTCRETE

La durabilidad de una estructura de shotcrete se establece por combinación de muchos parámetros posibles. A diferencias de las construcciones tradicionales con un concreto colocado, en las construcciones con shotcrete no basta con utilizar un diseño correcto de mezcla y refuerzo. La razón principal de ello es que el material se aplica por proyección, y por lo tanto la calidad depende en el alto grado de la destreza humana y del funcionamiento del equipo de proyección.

Figura 31: Parámetros de Durabilidad de una estructura de Shotcrete

JOSEPH ROJAS SAIRE

26

SHOTCRETE

2009

5.1 Diseños Construibles

Para el diseño y construcción de revestimiento de túneles de shotcrete duraderos se requiere emplear una metodología de trabajo “holística” fundamentalmente el método

de revestimiento del shotcrete depende de las destrezas de los operarios durante la construcción, y por lo tanto el diseño debe reflejar tal dependencia considerando la “constructibilidad” de estas estructuras con shotcrete.

Figura 32: Factores humanos y estructurales

JOSEPH ROJAS SAIRE

27

SHOTCRETE

2009

5.2 Tiempos de Fraguado Los tiempos de fraguado del shotcrete estabilizado y activado (fabricado por vía húmeda y seca).

Figura 33: Tiempo de Fraguado de shotcrete estabilizado y activado

Figura 34: Tiempos de fraguado de shotcrete con hidratación controlada

JOSEPH ROJAS SAIRE

28

SHOTCRETE

2009

5.3 Rebote El rebote de las mezclas del shotcrete representa un gran costo agregado que debería mantenerse al mínimo pero en el cual caso, el porcentaje del rebote depende.



Relación agua/cemento:

Habilidad del operadores Proporción de la mezcla



Granulometría de la mezcla :

Árido grueso



Eficiencia de la hidratación:

Presión del agua Diseño de boquilla



Velocidad de proyección:

Capacidad del compresor Diseño de la boquilla Habilidad del operador



Angulo y distancia del impacto:

Limitación de accesos



Densidad de aplicación:

Especificaciones de obra Dosificaciones

Figura 35: Efecto de los Principales Parámetros de proyección de Rebote y la Calidad del Shotcrete

JOSEPH ROJAS SAIRE

29

SHOTCRETE

2009

5.4 Control de Espesor Siempre en lo posible el shotcrete debe ser aplicado a su espesor completo de diseño en una sola capa. Este puede ser aplicado en capas o espesores simples, dependiendo de la posición de trabajo. En el techo el espesor debe ser el necesario para evitar la caída del shotcrete, generalmente de 1” – 2” (2.54 cm a 5 cm) en cada

pasada de la paredes verticales.

ZONAS CON POSIBLE ACUMULACION DE MATERIAL DE REBOTE

Figura 36: Capa de Shotcrete

5.5 Curado del Concreto El curado es uno de los trabajos básicos más importantes del shotcrete debido al gran contenido de la mezcla (agregados, aditivos, agua y cemento), y la consiguiente alto contracción y alto potencial de fisuracion aplicado. Otra razón es el peligro del secado rápido debido a la ventilación en las minas, la rápida hidratación del shotcrete acelerado y la aplicación en capas delgadas.

Figura 37: Curado del Concreto

JOSEPH ROJAS SAIRE

30

SHOTCRETE

2009

El curado debe ejecutarse con alto presión de aire y abundante agua (con una proyección y boquilla, del shotcrete, los agentes del curado deben aplicarse dentro de las siguientes 15 a 20 minutos después de la proyección debido al uso de acelerantes de fraguado, la hidratación del shotcrete ocurre poco después de la proyección (5 a 15 minutos) la hidratación y el aumento de la temperatura se producen durante los primeros minutos y horas después de la aplicación del shotcrete, y es muy importante proteger el shotcrete en la etapa critica.

5.6 Ensayos de Muestras 5.6.1 Sistemas para Mediciones del desarrollo de la Resistencia

N

Agujas de Penetración La aguja de penetración mide el desarrollo de la resistencia inicial durante de las dos primeras horas. Es un método de ensayo indirecto que consiste en empujar una aguja de dimensiones constantes a una profundidad definida dentro del shotcrete fresco, la resistencia medida es un indicador de la resistencia a la compresión.

Figura 38: Aguja de Penetración N

Pruebas de Adherencia (Pull-out) Esta prueba determina el desarrollo de resistencia entre 3 y 24 horas. Este método mide la fuerza necesaria para sacar un perno especial previamente colocado antes a de aplicar el shotcrete.

Figura 39: Instrumento de medición de la resistencia inicial

JOSEPH ROJAS SAIRE

31

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 6 APLICACIÓN Y MANIPULEO DEL CONCRETO LANZADO 6.1 Identificación de los Problemas del Terreno La calidad del shotcrete final depende de los procedimientos en su aplicación, estos procedimientos incluyen: la preparación de la superficie, técnica de lanzado (manipulación de la boquilla o tobera), iluminación, ventilación, comunicación y entrenamiento del persona. Z

Previo a la aplicación del shotcrete, es necesario que el operario de la boquilla sepa de las propiedades del revestimiento del shotcrete requeridos tales como espesor y perfil. Debe además conocer cualquier elemento crítico de seguridad.

Figura 40: Operario que fabrica los calibradores

Z

Z

Inmediatamente después de la excavación y antes de la aplicación del shotcrete, hacer una evaluación geológica del terreno expuesto siguiendo los procedimientos del proyecto.

Cualquier entrada de agua al túnel afectara negativamente la calidad y la

JOSEPH ROJAS SAIRE

32

SHOTCRETE

2009

resistencia del shotcrete. Por lo general un operario inexperto tratara de proyectar shotcrete sobre las entradas activas de agua utilizando dosis elevadas de acelerantes, sin embargo es recomendable controlar cualquier acceso de agua mediante técnicas de preinyección, sistemas de drenajes o tuberías de drenajes instaladas para desviar el agua a fin de facilitar la proyección del shotcrete.

Figura 41: Agua controlada mediante tubería de drenaje 6.2 Técnicas de Proyección Generales ◊

Es preciso controlar la hora de preparación e inspeccionar la trabajilidad de la mezcla que llega a la bomba, en ninguna circunstancia se debe añadir agua a la mezcladora ni tampoco utilizar mezclas antiguas que se hayan sido hidratados.

Figura 42: Hora de preparación de la Mezcla ◊

Cuando se emplea mezcla del shotcrete aceleradas, es esencial no aplicar

JOSEPH ROJAS SAIRE

33

SHOTCRETE

2009

shotcrete a la obra antes de comprobar que el shotcrete exhiba las características del fraguado adecuados. ◊

Un operario de boquilla experimentado debe de cumplir con el objetivo de rellenar todas las sobre excavaciones y las zonas que tengan problemas como fisuramiento, fallas y zonas de grava.

Figura 43: Capa de shotcrete soportando fuerzas radiales

6.3 Posicionamiento y Distancia del Lanzado del Shotcrete 6.3.1 Destrezas del operario Los operarios de boquillas deben tener experiencia previa a la aplicación del shotcrete permanentemente, así como también conocer el proceso del shotcrete a emplearse en el proyecto específico.

Figura 44: Operador experimentado 6.3.2 Angulo de Colocación del shotcrete

JOSEPH ROJAS SAIRE

34

SHOTCRETE

2009

El hombre que manipula la boquilla deberá hacerlo del siguiente modo: la posición de trabajo debe ser tal, que haya posible cumplir con las especificaciones que se dan a continuación. La distancia ideal del lanzado es de 1 a 1.5 m. El sostener la boquilla mas alejada de la superficie rocosa, resultara en una velocidad inferior del flujo de los materiales, lo cual conducirá a una pobre compactación y aun mayor rebote.

Figura 45: Distancia de la boquilla Respecto al ángulo de lanzado, como regla general, la boquilla deberá ser dirigida perpendicularmente a la superficie rocosa. El ángulo lanzado no debe ser menor a fin de distribuir uniformente el shotcrete.

Figura 46: Angulo del lanzado del shotcrete La boquilla debe ser dirigida perpendicularmente a la superficie rocosa y debe JOSEPH ROJAS SAIRE

35

SHOTCRETE

2009

ser rotada continuamente en una serie de pequeños óvalos o círculos.

Figura 47: Boquilla dirigido en círculo

Figura 48: El ángulo de rociado correcto será perpendicular a la superficie a ser sostenida

JOSEPH ROJAS SAIRE

36

SHOTCRETE

2009

Cuando se instala shotcrete en paredes, la aplicación debe iniciarse en la base la primera capa de shotcrete debe cubrir en lo posible completamente los elementos refuerzos, aplicando shotcrete desde la superficie rocosa, este procedimiento evita que posteriormente se presenta fenómeno del shotcrete falso.

Figura 49: Aplicación de shotcrete en paredes

JOSEPH ROJAS SAIRE

37

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 7 EQUIPOS El mundo de la construcción subterránea se caracteriza por situaciones de alto riesgo y a pesar de las numerosas aplicaciones técnicas disponibles, el contratista de hoy necesita un socio competente y confiable. Para lograr la calidad y eficiencia requeridas, es fundamental disponer de equipos, productos y servicios fiables y de alta calidad

7.1 Aplicación Manual 7.1.1 Equipos /Sistemas para la Proyección en vía seca La mayoría de las maquinarias modernas funcionan con sistema de rotor.

7.1.1.1 Principio de funcionamiento La mezcla por vía seca es agregada en la alimentación (1). A medida que el rotor gira, dicha mezcla va cayendo por su propio peso por una ranura de alimentación situada en unas de las cámaras de rotor (2). Mientras se llena una de las cámaras. Se sopla aire comprimido en la otra cámara (llena).

Figura 50: principio de funcionamiento de maquina manual

La mezcla se descarga en la abertura de la salida (3). Impulsada bajo una presión de 3 – 6 bar a través de la tubería de transporte y hacia la boquilla de proyección, en donde se le agrega agua. El rotor esta sellado por ambos lados con discos de caucho.

JOSEPH ROJAS SAIRE

38

SHOTCRETE

2009

Ficha Técnica de Aliva 252 La aliva 252 es una maquina robusta de proyección de hormigón y/o mortero en vía seca y semi-húmeda con tipo de rotor de eje doble el diseño compacto y la gran movilidad permiten su utilización en espacios reducidos, por ejemplo: minas y galerías.

Figura 51: Maquina (Aliva 252) La aliva 252 es una maquina de ejes firmemente construidas para proyectar hormigón en los procesos de vía seca, tiene un transporte de 100%, si el motor con 60 Hz = 20 % mas alto de la capacidad de transporte. Su consumo de aire por transporte + consumo de aire de motor Nm³/min.= 35 cfm.

7.1.1.2 Avances La tecnología de los equipos de proyección por vía seca busca reducir la generación de polvo y disminuir la altura del llenado de las cámaras de rotor a fin de garantizar un flujo uniforme de la mezcla y mejorar la resistencia del desgaste.

Figura 52: Boquilla típica manualmente

JOSEPH ROJAS SAIRE

39

SHOTCRETE

2009

7.1.2 Equipos/Sistemas para la Proyección por vía Húmeda La proyección por vía húmeda se efectúa con bombas de doble pistón.

7.1.2.1 Avances Para garantizar una proyección uniforme, los últimos desarrollos en maquinarias procuran un transporte sin pulsaciones de la mezcla por vía húmeda, desde a bomba hasta la boquilla.

Características Principales Tres circuitos independientes de presión de aceite, cada uno de ellos alimentados por una bomba independiente Válvula de selección rápida en forma de “s” tubo en “s” con un sistema especial de control de alta presión ( bomba auxiliar de acumulador de frente).

Figura 53: Principios de funcionamiento de una máquina por vía húmeda .

JOSEPH ROJAS SAIRE

40

SHOTCRETE

2009

Cilindros hidráulicos con ajuste automático de la carrera Sistema de avance especial a través de válvula proporcional en coordinación con el sistema de control de PLC. Pistones de alimentación reversible (para medir las obstrucciones). Los pistones se invierten automáticamente cuando se excede la presión de transporte máxima. Por vía húmeda o seca, en condiciones óptimas y mejoras condiciones laborales para los de la boquilla Los robots de proyección se componen típicamente de los siguientes elementos: Ensamblaje de lanza con boquillas. Brazo mecanizado. Control remoto. Unidades de mando. Platos giratorio o adaptador – consola (para diferentes versiones de montaje).

Figura 54: Ejemplo de plataforma de hundimiento de eje.

JOSEPH ROJAS SAIRE

41

SHOTCRETE

2009

Información Técnica de Aliva 263 Húmedo La maquina aliva 263 es una maquina muy robusta, con dos ejes para lanzar mezcla húmeda o seca la aplicación esta prevista para túneles, minería y taludes. La maquina ha sido desarrollada especialmente para hormigón y/o mortero húmedo con fibras de acero.

Figura 55: Aliva 263

       

Accionamiento : Potencia de rotor : Rango de velocidad : Motor de aire Rendimiento de motor Rango de velocidad : Presión : Consumo de aire :

JOSEPH ROJAS SAIRE

eléctrico (básico) 5/7.5 kw. 400V 50 Hz 400/440V 60 Hz 220V 60 Hz 220V 50Hz : 8.5 kw 800- 1800 Rpm 5 bar 10 Nm³/m.

42

SHOTCRETE

2009

7.2 Proyección Mecanizada 7.2.1 Brazos de Proyección Los brazos de proyección (robots) sirven para aplicaciones de grandes cantidades de shotcrete, especialmente en construcciones de túneles y galerías, o para protección de chimeneas o taludes , gracias a estos equipos mecanizados y automatizados, es posible aplicar grandes volúmenes de shotcrete por vía húmeda o seca, en condiciones óptimas y mejores condiciones laborales para los operarios de la boquilla. Los robots de proyección se componen típicamente de los siguientes elementos:     

Ensamblaje de lanza con boquilla Brazo mecanizado Control remoto Unidad de mando Plato giratorio o adaptador – consola (para diferentes versiones de montaje)

Figura 56: Equipo manipulado a control remoto

JOSEPH ROJAS SAIRE

43

SHOTCRETE

2009

7.2.1.1 Brazos de Proyección Asistido por Computadora El equipo robojet lógica. Es un brazo de proyección de última generación , que ha sido desarrollado en conjunto con la industria y universidades. Tiene 8 grados de libertad y permite al operario manipular la proyección en varios modos desde manual o semiautomático totalmente automático, dentro de las áreas seleccionadas del túnel.

Figura 57: Mando de un equipo lógico.

7.3 Sistemas de Boquillas Los sistemas de boquillas son una parte importante del equipo de proyección. Los efectos esenciales de las boquillas son : Reducir el rebote Mejorar la adherencia Mejorar la compactación

Figura 58: Boquilla de un equipo ROBOT .

JOSEPH ROJAS SAIRE

44

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 8 COSTOS PARTIDA:

SOSTENIMIENTO:

DIMENSIONES:

SHOTCRETE VIA SECA SIN FIBRA e = 2"

UNIDAD DE MEDIDA: ELAVORADO POR: UNIDAD DE PRODUCCION: TIPO DE ROCA: EQUIPOS:

FECHA DE ELABORACION: ITEM

1,0

MATERIALES: Agregados de 1/2" Φ:

DESCRIPCION

M 3 M 3 M

30% 20% 3,78 17% 62,80

M

8,0

Hras

P.U (US$)

Parcial

Sub Total

Hh

3,78

30,21

0,48

Cemento tipo V (54 bol): Mezcla seca:

M2 AUROMINAS CONTRACTOR'S S.A.C. CERRO DE PASCO III y IV MAQUINA SHOTCRETERA ALIVA-280 SCOOPTRAM DIESEL DE 3.5 YD3 CAMION DE 4 TN. dic-06

3

6,00 1,566 7,57

RENDIMIENTOS:

Asentamiento: Rebote: Mezcla seca disponible: Oquedad: Área de concreto lanzado 2" e: Guardia:

Cantidad

Unidad

% Incid.

3

2

M

TOTAL (US$)

MANO DE OBRA

Lider shotcretero

8,00

Maestro (Preparacion mezcla)

8,00

Hh

3,40

27,19

0,43

Ayudante Maestro (Preparacion Mezcla)

16,00

Hh

2,64

42,30

0,67

Maestro shotcretero

8,00

Hh

3,40

27,19

0,43

Ayudante Shotcretero

24,00

Hh

2,64

63,44

1,01

Bodeguero

2,00

Hh

2,64

5,29

0,08

Capataz

2,00

Hh

5,29

10,57

0,17

Ing. De Guardia

2,00

Hh

10,26

20,52

0,33

Cemento tipo V

50,00

Bol

4,50

225,00

3,58

Agregados

5,00

M3

15,85

79,25

1,26

Acelerante

15,00

Gal

2,96

44,40

0,71

120,00

Pza

0,20

24,00

0,38

3,61

2,2 MATERIALES

Calibradores

5,93

2,3 IMPLEMENTOS Y HERRAMIENTAS Implementos de seguridad normal

8,75

Und

0,99

8,63

0,14

Implementos de Seguridad Agua

2,00

und

0,55

1,10

0,02

Herramientas / plataformas/luminaria

1,00

Gdia

10,00

10,00

0,16

0,31

3,0 EQUIPOS Scooptram Diesel 3.5 Yd3

2,00

Hm

64,00

128,00

2,038

Shotcretera Aliva-280

8,00

Hm

15,20

121,60

1,936

Camion 4 Tn.

4,00

Hm

9,62

38,48

0,613

70,00

Hm

0,17

11,90

0,189

4,00

Hm

4,00

16,00

0,255

Cargador de lamparas Mezcladora COSTO DIRECTO GASTOS GENERALES Y UTILIDAD UTILIDAD COSTO TOTAL

del Costo Directo del Costo Directo US$ / M2 Shotcrete de 2" 20,00% 10,00%

COSTO TOTAL CON SCOOP DE VOLCAN

5,03 14,89 2,98 1,49 19,36 8,99

1.- Cia. Provee aire comprimido. 2.- Cia. traslada agregados de cancha en superficie, a cámara en interior mina.

JOSEPH ROJAS SAIRE

45

SHOTCRETE

2009

PARTIDA:

SOSTENIMIENTO:

DIMENSIONES:

SHOTCRETE VIA SECA SIN FIBRA e = 4"


FECHA DE ELABORACION:

ITEM

1

DESCRIPCION


M 3 M 3 M

Asentamiento: Rebote: Mezcla seca disponible:

30% 20% 3,783

M

Oquedad:

17%

Área de concreto lanzado 4" e:

31,40

M

8,0

Hras

P.U (US$)

Parcial

Sub Total

Cemento tipo V (54 bol): Mezcla seca:


3

6,00 1,566 7,57

RENDIMIENTOS:

Guardia: % Inci d.

3

2

Cantidad

Unidad

Lider shotcretero

8,00

Hh

3,78

30,21

0,96


8,00

Hh

3,40

27,19

0,87

Ayudante Maestro (Preparacion)

16,00

Hh

2,64

42,30

1,35

Maestro shotcretero

8,00

Hh

3,40

27,19

0,87

Ayudante Shotcretro

24,00

Hh

2,64

63,44

2,02

Bodeguero

2,00

Hh

2,64

5,29

0,17

Capataz

2,00

Hh

5,29

10,57

0,34

Ing. De Guardia

2,00

Hh

10,26

20,52

0,65

Bol

4,50

225,00

7,17

TOTAL (US$)

MANO DE OBRA

7,22

2,2 MATERIALES Cemento tipo V

50,00

Agregados

5,00

M3

15,85

79,25

2,52

Acelerante

15,00

Gal

2,96

44,40

1,41

Calibradores

120,00

Pza

0,20

24,00

0,76

8,75 2,00

Und und

0,99 0,55

1,00

Gdia

10,00

10,00

2,3 IMPLEMENTOS Y HERRAMIENTAS Implementos de seguridad normal Implementos de Seguridad Agua Herramientas / plataformas/luminaria

8,63 1,10

11,87

0,27 0,03 0,32

0,63

3 EQUIPOS Scooptram Diesel 3.5 Yd3

2,00

Hm

64,00

128,00

4,08


8,00

Hm

15,20

121,60

3,87

Camion 4 Tn.

4,00

Hm

9,62

38,48

1,23

Cargador de lamparas

70,00

Hm

0,17

11,90

0,38

Mezcladora

4,00

Hm

4,00

16,00

0,51

COSTO DIRECTO GASTOS GENERALES Y UTILIDAD UTILIDAD COSTO TOTAL

29.78 5,96

del Costo Directo 10,00% del Costo Directo US$ / M2 Shotcrete de 4" 20,00%

2,98 38,71


17,99

1.- Cia. Provee aire comprimido. 2.- Cia. traslada agregados de cancha en superficie, a cámara en interior mina.

JOSEPH ROJAS SAIRE

10,06

46

SHOTCRETE

2009

PARTIDA:

DIMENSIONES:

SOSTENIMIENTO:

MATERIALES:

SHOTCRETE VIA SECA CON FIBRA

Agregados de 3/4" Φ:

6,00

M

e = 2"

Cemento tipo V (54 bol):

1,566

M

Mezcla seca:

7,57

M

UNIDAD DE MEDIDA:

M2

RENDIMIENTOS:

ELAVORADO POR:

AUROMINAS CONTRACTOR'S S.A.C.

Asentamiento:

30%

UNIDAD DE PRODUCCION:

CERRO DE PASCO

Rebote:

20%

TIPO DE ROCA:

III y IV

Mezcla seca disponible:

3,783

EQUIPOS:

MAQUINA SHOTCRETERA ALIVA-280

Oquedad:

17%

SCOOPTRAM DIESEL DE 3.5 YD3

Área de concreto lanzado 2" e:

3 3 3

3

M

3,59 2

62,80

M

8,0

Hras

P.U (US$)

Parcial

Sub Total

35,94

CAMION DE 4 TN. FECHA DE ELABORACION:

ITEM

1

dic-06

DESCRIPCION

Guardia:

Cantidad

Unidad

% Incid.

Lider shotcretero

8,00

Hh

3,78

30,21

0,48


8,00

Hh

3,40

27,19

0,43

Ayudante Maestro (Preparacion Mezcla)

16,00

Hh

2,64

42,30

0,67

Maestro shotcretero

8,00

Hh

3,40

27,19

0,43

Ayudante Shotcretro

24,00

Hh

2,64

63,44

1,01

Bodeguero

2,00

Hh

2,64

5,29

0,08

Capataz

2,00

Hh

5,29

10,57

0,17

Ing. De Guardia

2,00

Hh

10,26

20,52

0,33

Cemento tipo V

50,00

Bol

4,50

225,00

3,58

Agregados

5,00

M3

15,85

79,25

1,26

Acelerante

15,00

Gal

2,96

44,40

0,71

Calibradores

120,00

Pza

0,20

24,00

0,38

Fibra de acero

200,00

Kg

1,75

350,00

5,57

Implementos de seguridad normal

8,75

Und

0,99

8,63

0,14

Implementos de Seguridad Agua

2,00

und

0,55

1,10

0,02

Herramientas / plataformas/luminaria

1,00

Gdia

10,00

10,00

0,16

Scooptram Diesel 3.5 Yd3

2,00

Hm

64,00

128,00

2,04


8,00

Hm

15,20

121,60

1,94

TOTAL (US$)

MANO DE OBRA

3,61

2,2 MATERIALES

11,51

2,3 IMPLEMENTOS Y HERRAMIENTAS

0,31

3 EQUIPOS

Camion 4 Tn.

4,00

Hm

9,62

38,48

0,61

Cargador de lamparas

70,00

Hm

0,17

11,90

0,19

Mezcladora

4,00

Hm

4,00

16,00

0,25

COSTO DIRECTO

5,03 20,46

GASTOS GENERALES Y UTILIDAD

20,00%

del Costo Directo

4,09

UTILIDAD

10,00%

del Costo Directo

2,05

COSTO TOTAL

US$ / M2 Shotcrete de 2"

26,60


8,99

1.- Cia. Provee aire comprimido. 2.- Cia. Traslada agregados de cancha en superficie, a cámara en interior mina.

JOSEPH ROJAS SAIRE

47

SHOTCRETE

2009

PARTIDA:

SOSTENIMIENTO:


DIMENSIONES:

SHOTCRETE VIA SECA CON FIBRA e = 4"


RENDIMIENTOS:

M 3 M 3 M

30% 20% 3,783 17% 31,40

M

8,0

Hras

P.U (US$)

Parcial

Sub Total

Hh

3,78

30,21

0,96

Hh

3,40

27,19

0,87

16,00

Hh

2,64

42,30

1,35

Maestro shotcretero

8,00

Hh

3,40

27,19

0,87

Ayudante Shotcretro

24,00

Hh

2,64

63,44

2,02

Bodeguero

2,00

Hh

2,64

5,29

0,17

Capataz

2,00

Hh

5,29

10,57

0,34

Ing. De Guardia

2,00

Hh

10,26

20,52

0,65

Bol

4,50

225,00

7,17


FECHA DE ELABORACION:

ITEM

1

3

6,00 1,566 7,57

DESCRIPCION

Cemento tipo V (54 bol): Mezcla seca: Asentamiento: Rebote: Mezcla seca disponible: Oquedad: Área de concreto lanzado 4" e:

Guardia:

Cantidad

Unidad

% Incid.

3

2

M

TOTAL (US$)

MANO DE OBRA

Lider shotcretero Maestro (Preparacion mezcla) Ayudante Maestro (Preparacion Mezcla)

8,00 8,00

7,22

2,2 MATERIALES Cemento tipo V

50,00

Agregados

5,00

M3

15,85

79,25

2,52

Acelerante

15,00

Gal

2,96

44,40

1,41

Calibradores

120,00

Pza

0,20

24,00

0,76

Fibra de acero

200,00

Kg

1,75

350,00

11,15

8,75 2,00

Und und

0,99 0,55

8,63 1,10

0,27 0,03

1,00

Gdia

10,00

10,00

0,32

2,3 IMPLEMENTOS Y HERRAMIENTAS Implementos de seguridad normal Implementos de Seguridad Agua Herramientas / plataformas/luminaria

23,02

0,63

3 EQUIPOS Scooptram Diesel 3.5 Yd3

2,00

Hm

64,00

128,00

4,08


8,00

Hm

15,20

121,60

3,87

Camion 4 Tn.

4,00

Hm

9,62

38,48

1,23

70,00

Hm

0,17

11,90

0,38

4,00

Hm

4,00

16,00

0,51

Cargador de lamparas Mezcladora COSTO DIRECTO GASTOS GENERALES Y UTILIDAD UTILIDAD COSTO TOTAL

40,93 20,00%

del Costo Directo

10,00%

del Costo Directo

8,19 4,09

US$ / M2 Shotcrete de 4"

53,21


JOSEPH ROJAS SAIRE

10,06

17,99

48

SHOTCRETE

2009

SHOTCRETE 2" - CALIBRADOR ) incl malla de acero Avance Mts 2/Cuadrilla.................:

22,05

DESCRIPCION

UNIDAD

Mts 2 /mes..: CANTID.

COST./UNIT.

1.102,50 FACTOR

US$

$/Gdia

MANO DE OBRA Maestro Gunitador

M2

Peón

A2

Tarea

1,00

16,01

1,25

20,01

Tarea

2,00

11,44

1,25

28,59 48,61

48,61 ACCESORIOS Manguera Jebe 1"

Mts

50,00

4,95

200,00

1,24

Manguera Jebe 1/2"

Mts

50,00

2,29

200,00

0,57

1,81

HERRAMIENTAS

%

5,00

2,43

2,43

IMPLEMENTOS SEGURIDAD

Nº Tars.

4,00

1,43

5,71

5,71

EQUIPO BOMBEO ALIVA 240

$/Gdia

1,00

6,41

6,41

6,41

Cemento

Bolsas

20,00

7,67

153,33

Sigunit(acelerante)

Kgs

22,00

1,17

25,73

Fibra de Acero

Kgs

24,00

1,74

41,72

Calibrador 1 1/2"

Uni

22,00

0,37

8,22

Cable Electrico(NPT 3x8)

Mts

300,00

1,81

600,00

0,91

Manta

Mts

15,00

8,03

100,00

1,21

MATERIAL

231,12

SERVICIOS AUXILIARES(C.FIJO)

0,61

SUB-TOTAL COSTOS DIRECTOS

296,70

Gastos Generales (15%)

44,50

Utilidad (10%)

29,67

COSTO TOTAL S/./GDIA

370,87

COSTO TOTAL $ /M2.

$

16,82

COSTO TOTAL $ /ml de túnel 5.0 x 4.7 m

12,64

m2/ml

$

212,60

COSTO TOTAL $ /ml de túnel 4. 5 x 4.5 m

10,28

m2/ml

$

172,90

1.-Costo de Mano de Obra se considera incluido s us leyes sociales 2.-Además incluye: -Preparación e Instalación de Calibradores -Preparación de Superficie (Desatado, Limpieza, Etc.) -Preparación de Material (Mezcla) -Transporte de material e instalación de equipo -Operación de Shotcrete

JOSEPH ROJAS SAIRE

49

SHOTCRETE

2009

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS CONCRETO LANZADO SIMPLE CON FIBRA DRAMIX PROYECTO:

CONSORCIO MINERO HORIZONTE S.A.

PARTIDA:

CONCRETO LANZADO CON FIBRA DRAMIX DE e=0.05 m.

EQUIPOS:

SCOOP/LANZADORA DE CONCRETO m2/gdia (En 70,00 lanzado) 80,00

RENDIMIENTOS: ITEM DESCRIPCION 1.A:

B:

2.-

3.-

5.-

6.-

INCID.

UNI.

MANO DE OBRA Instalación y preparación de área Ayudante 1,000 h-h Peón mina 3,000 h-h Fabricación y colocación de shotcrete Maestro 1,000 h-h Ayudante 1,000 h-h Peón mina 2,000 h-h Operador de Scoop 0,500 h-h Lider 0,125 h-h Lamparero bodeguero 0,200 h-h

FECHA:

jun-03

m2/gdia (En preparación)

CANTID.

PRECIO UNITARIO

P.PARC. SUBTOT. TOTAL $ $ US$/M2

8,00 24,00

2,73 2,15

$/hr $/hr

21,81 51,66

0,27 0,65

0,92

8,00 8,00 16,00 1,00 1,00 1,60 67,60

2,87 2,73 2,15 3,23 3,95 2,37

$/hr $/hr $/hr $/hr $/hr $/hr

22,96 21,81 34,44 3,23 3,95 3,79

0,33 0,31 0,49 0,05 0,06 0,05

1,29

IMPLEMENTOS Implementos personal shotcrete Implementos personal auxiliar

h-h h-h

16,00 51,60

0,32 0,29

$/hr $/hr

5,12 15,00

0,07 0,21

0,29

MATERIALES Y HERRAMIENTAS Agregado clasificado Aditivo Cemento Calibradores de 2" Herramientas Fibra Dramix

m3 Kg bls unid gdia kg

7,78 85,56 77,78 100,00 0,50 233,333

0,00 1,00 0,00 0,60 7,99 0,00

$/m3 $/kg $/bls $/uni $/gdia $/kg

0,00 85,56 0,00 60,00 4,00 0,00

0,00 1,22 0,00 0,86 0,06 0,00

2,14

EQUIPOS Scooptrams 6 yd3 Lanzadora Aliva 252 Mescladora de concreto Tanque de aditivo Camión de servicios Cargadora de Lámparas

h-m h-m h-m h-m h-m h-m

2,00 8,00 8,00 8,00 2,00 3,00

80,43 6,20 0,73 0,95 24,92 0,590


160,86 49,60 5,84 7,60 49,84 1,77

2,30 0,71 0,08 0,11 0,71 0,03

3,94

GASTOS INDIRECTOS Gastos Generales Contingencias Utilidad

% % %

20,65 0,00 10,00

$ $ $

1,77 0,00 0,86

1,77 0,00 0,86

2,63

TOTAL COSTO METRO CUADRADO EN DOLARES (US$/M2)

JOSEPH ROJAS SAIRE

8,57 8,57 8,57

11,19

50

SHOTCRETE

2009

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS CONCRETO LANZADO SIMPLE CON FIBRA DRAMIX PROYECTO: PARTIDA: EQUIPOS: RENDIMIENTOS:

CONSORCIO MINERO HORIZONTE S.A.

FECHA: CONCRETO LANZADO CON FIBRA DRAMIX DE e=0.10 m. SCOOP/LANZADORA DE CONCRETO m2/gdia (En 40,00 lanzado) 40,00 m2/gdia (En preparación)

ITEM DESCRIPCION 1.A:

B:

2.-

3.-

5.-

6.-

INCID.

UNI.

CANTID.

PRECIO UNITARIO

jun-03

P.PARC. $

SUBTOT. $

TOTAL US$/M2

MANO DE OBRA Instalación y preparación de área Ayudante 1,000 Peón mina 2,000 Fabricación y colocación de shotcrete Maestro 1,000 Ayudante 1,000 Peón mina 2,000 Operador de Scoop 0,500 Lider 0,125 Lamparero bodeguero 0,200

h-h h-h

8,00 16,00

2,73 2,15

$/hr $/hr

21,81 34,44

0,55 0,86

1,41

h-h h-h h-h h-h h-h h-h

8,00 8,00 16,00 0,75 1,00 1,60 59,35

2,87 2,73 2,15 3,23 3,95 2,37


22,96 21,81 34,44 2,42 3,95 3,79

0,57 0,55 0,86 0,06 0,10 0,09

2,23

IMPLEMENTOS Implementos personal shotcrete Implementos personal auxiliar

h-h h-h

16,00 43,35

0,32 0,29

$/hr $/hr

5,12 12,60

0,13 0,31

0,44

MATERIALES Y HERRAMIENTAS Agregado clasificado Aditivo Cemento Calibradores de 4" Herramientas Fibra Dramix

m3 Kg bls unid gdia kg

4,44 48,89 44,44 100,00 0,50 133,333

0,00 1,00 0,00 0,60 7,99 0,00

$/m3 $/kg $/bls $/uni $/gdia $/kg

0,00 48,89 0,00 60,00 4,00 0,00

0,00 1,22 0,00 1,50 0,10 0,00

2,82

EQUIPOS Scooptrams 6 yd3 Lanzadora Aliva 252 Mescladora de concreto Tanque de aditivo Camión de servicios Cargadora de Lámparas

h-m h-m h-m h-m h-m h-m

1,50 8,00 8,00 8,00 2,00 2,00

80,43 6,20 0,73 0,95 24,92 0,590


120,65 49,60 5,84 7,60 49,84 1,18

3,02 1,24 0,15 0,19 1,25 0,03

5,87

GASTOS INDIRECTOS Gastos Generales Contingencias Utilidad

% % %

20,65 0,00 10,00

12,77 12,77 12,77

$ $ $

2,64 0,00 1,28

2,64 0,00 1,28

3,91

TOTAL COSTO METRO CUADRADO EN DOLARES (US$/M2)

JOSEPH ROJAS SAIRE

16,69

51

SHOTCRETE

2009

CAPITULO 9 ASPECTOS ADICIONALES 1. PETS: Procedimiento Escrito del Trabajo Seguro

TAREA: SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE.

PROCEDIMIENTOS



1



2

3





4

Inspeccionar el lugar de trabajo, aplicar la cartilla de los cinco puntos y verificar las recomendaciones de Geomecánica .

Transporte de la aliva y botellón de agua.

Instalación de aliva y botellón de agua.

Preparación de mezcla, llenado de agua y aditivo al botellón.

Equipo de Protección Personal: Mameluco con cintas reflectivas, ropa de jebe, casco con careta protectora, guantes de jebe, botas con punta de acero, correa portalámparas, lámpara, respirador. MEDIDAS CORRECTIVAS Sistema de 05 Puntos de Seguridad

RIESGOS POTENCIALES



Asfixia por falta de oxigeno o por gases residuales.  Contacto con polvo microscópico.  Golpeado por la caída de rocas sueltas.  Contacto con tiros fallados.



Golpe con el equipo.  Atropellamiento por equipos.

 

 

Golpe con equipo y herramientas. Electrocutamiento

Exposición a polvo. Quemadura con aditivo.

    

 

Comunicación permanente. Use plataforma o scooptram para el transporte adecuado de equipos.



Comunicación permanente. No use herramientas defectuosas, e inapropiadas. Verificar las instalaciones eléctricas de las Alivas.

 

 

  

5



Cargar la mezcla seca a la aliva y realizar el lanzado.

   



6



7

Limpiar la aliva, botellón de agua y accesorios.

Recoger la aliva, botellón y accesorios.

JOSEPH ROJAS SAIRE



Exposición a polvo. Proyección de partículas a los ojos. Caída de rocas. Golpe por desempate de manguera de aire. Golpes con herramientas. Quemadura con aditivo.



Golpes con equipos. Exposición a polvo.



Golpe con el equipo.

Comprobar la ventilación. Lavar el techo, frente y costados. Parándose bajo un techo seguro verificar el techo, frente y costados. Disparar tiros fallados. Seguir el procedimiento de redesatado de rocas sueltas.



 

 

 

Usar careta facial y respirador para polvo. Usar bomba manual para el aditivo.

Usar protector facial. El lanzador debe ubicarse en un lugar seguro, y realizarlo desde el piso. De tener mayores alturas de 3.00 metros, utilizar plataforma diseñada para este caso. Ver estándar. Use bushing y abrazaderas en las uniones del equipo y la manguera. Usar EPP completo, casco con careta facial protectora.

Comunicación permanente. Use respirador. Comunicación permanente. Use plataforma o scooptram para el transporte de equipos.

52

SHOTCRETE

2009

2. SOSTENIMIENTO DE ROCAS- MINA CHUNGAR Ing. Luis Maldonado Zorrilla Jefe de Geomecánica – Empresa Administradora Chungar S.A.C. [email protected] 

Shotcrete Estructural Vía Húmeda

El Shotcrete Vía Húmeda es el hormigón proyectado con un equipo robotizado a las paredes de las labores mineras para su sostenimiento; cuya mezcla es preparada en una planta de concreto, transportado en Hurones y lanzado mediante una bomba y brazo robotizado denominado Alpha 20. Requerimientos básicos: La resistencia mínima requerida es de 30 Kg/cm² a las 4 horas de lanzado, a las 24 horas 100 kg/cm² y a los 7 días debe ser mayor de 210 kg/cm²; verificado mediante ensayes de laboratorio. Infraestructura y personal: Para esta actividad en Chungar se cuenta con lo siguiente: 1. Una planta de concreto con capacidad para producir 20 m³ de mezcla por hora. 2. Tres Alpha 20, bombas lanzadoras con brazos robotizados. 3. Seis camiones hormigoneros (Hurones 4). 4. Planta de concreto para el preparado de mezcla con 20 trabajadores. 5. Empresa especializada para transporte y lanzado con 45 trabajadores. 6. Supervisión del sostenimiento y geomecánica con 5 trabajadores. Producción y costos: 1. Mensualmente se aplica 2,000 m³ de Shotcrete Vía Húmeda; que representa una cobertura aproximada de 24,000 m² a un espesor de 2”.

2. Los costos son aproximadamente de US $ 22.75 por m² cubierto a un espesor de 2”.

3. Abastecimiento de mezcla húmeda al Hurón 4. Alpha 20, lanzador con brazo robotizado. 5. Ingreso del Alpha 20 al tajo para sostenimiento .

JOSEPH ROJAS SAIRE

53

SHOTCRETE

2009



Shotcrete Estructural Vía Seca

Shotcrete Estructural Vía Seca es un sistema de aplicación de concreto lanzado que no requiere una alta mecanización, lo cual favorece el uso de esta tecnología en las actividades mineras.La capacidad de los equipos de proyección utilizados para el Shotcrete Vía Seca son de volúmenes de proyección pequeños; por lo que el reducido tamaño de estos equipos hace que sean versátiles en sus desplazamientos y ubicaciones respecto a la zona que se desea estabilizar. A ello se debe su gran acogida en las pequeñas operaciones mineras, las cuales tienen secciones reducidas en sus labores. La buena instalación del Shotcrete Vía Seca depende en gran medida de la destreza del operador. Es el operador quien controla los niveles de agua con aditivo que serán adicionados a la mezcla, así como la proyección de la mezcla hacia el macizo rocoso (manipuleo de la pistola de lanzado). Es por ello que los niveles de productividad y calidad, en gran medida, obedecen al grado de entrenamiento y responsabilidad del operador. La aplicación de Shotcrete Vía Seca produce niveles de rebote elevados. Esto ocurre principalmente cuando se tiene: a) una mala aplicación de la mezcla sobre la superficie del macizo; b) condiciones operativas no apropiadas (baja presión de aire para el equipo); etc.

Cabe indicar que los niveles de rebote utilizando esta tecnología de lanzado son mayores que los de la tecnología por vía húmeda. Durante la aplicación del Shotcrete es necesario que los operadores cuenten con los EPP adecuados y exista una exigente supervisión en cuanto a su uso. Asimismo, se debe proveer a las labores de reflectores de buena potencia, para una adecuada observación de la superficie de aplicación.

JOSEPH ROJAS SAIRE

54

SHOTCRETE

2009

Requerimientos básicos: La resistencia mínima requerida es de 30 Kg/cm² a las 4 horas de lanzado, a las 24 horas 100 kg/cm² y a los 7 días debe ser mayor de 210 kg/cm²; verificado mediante ensayes de laboratorio. Infraestructura y personal: Para esta actividad en Chungar se cuenta con lo siguiente: 1. Una planta de concreto con capacidad par producir la mezcla seca. 2. Cuatro bombas shotcreteras, dos en stand by. 3. El transporte es en Dumper o volquetes hasta cámaras dentro de mina, y de ésta es con Scoop hasta el frente de trabajo. 4. Personal por bomba shotcretera: 5 trabajadores. Producción y costos: 1. Mensualmente se aplica 1,300 m³ de Shotcrete Vía Seca; que representa una cobertura aproximada de 11,700 m² a un espesor de 2”.

2. Los costos son aproximadamente de US $ 25.97 por m² cubierto a un espesor de 2”. 3. Cuadrilla de operadores para Shotcrete.

JOSEPH ROJAS SAIRE

55

SHOTCRETE

2009

Mecanismo del Proceso de Lanzado de Shotcrete Vía Seca

JOSEPH ROJAS SAIRE

56

SHOTCRETE

2009

3. CEMENTO DEFINICIÓN: Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire.

HISTORIA: La utilización de cementos y aglomerantes, se remonta a: N

Egipto, construcción de las pirámides Griegos y romanos, utilización de los primeros concretos

N

Llamado por los romanos “Opus Cementitium”

N

N N

N

En 1724, se busca la cal hidráulica, adicionando arcilla a la mezcla con cal En 1778, el Sr Aspdin realiza ensayos con rocas de la isla de Pórtland (Inglaterra), es el Padre del cemento Pórtland En el Perú: la fabricación del cemento se remonta a 1916 al constituirse la CIA Peruana de cemento Pórtland, hoy”Cementos Lima”

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes en construcción, como la cal aérea y el yeso (no hidráulico), el cemento endurece rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la combinación cal – sílice. Ej: Análisis químico del cemento: CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO K 2O + Na2O Perdida por calcinación Residuo insoluble CaO Residuo SO3 Suma

63 % 20 % 6% 3% 1.5 % 1% 2% 0.5 % 2% 1% 100%

(Cal) (Sílice) (Alúmina) (Oxido de Fierro) (Oxido de Magnesio) (Álcalis) (Anhídrido Sulfúrico) (Cal libre)

Características químicas: • • • •

Módulo fundente Compuestos secundarios Perdida por calcinación Residuo insoluble

JOSEPH ROJAS SAIRE

57

SHOTCRETE

2009

Características físicas: • • • • • • •

Superficie específica Tiempo de fraguado Falso fraguado Estabilidad de volumen Resistencia mecánica Contenido de aire Calor de hidratación

Ejemplo: Norma C-150 ASTM Finura Superficie especifica Blaine

3270 cm /gr

Estabilidad de volumen

Expansión de autoclave 0.2%

Tiempo de fraguado

Prueba Vicat: Fraguado inicial 2h 48m Final 3h 55m 3 días: 170kg/cm 7 días: 225kg/cm2 28 días: 265Kg/cm2 9.0%

Resistencia a la compresión Contenido de aire

CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda.

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND: 

Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales) Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento







Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto) Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado. Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse

JOSEPH ROJAS SAIRE

58

SHOTCRETE

2009

dilataciones durante el fraguado 

Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO: -Pórtland Puzolánico tipo IP: Donde la adición de puzolana es del 15 – 40 % del total. -Pórtland Puzolánico tipo I(PM): Donde la adición de puzolana es menos del 15 % -Pórtland Puzolánico tipo P: Donde la adición de puzolana es mas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES -Cemento Pórtland Blanco -Cemento de Albañilería -Cementos Aluminosos -Cementos compuestos

APLICACIONES

Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II

Complejo habitacional y comercial, cemento Pórtland tipo I

Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM)

JOSEPH ROJAS SAIRE

59

SHOTCRETE

2009

NORMALIZACION Las normas para el cemento son: ITINTEC 334.001: Definiciones y nomenclatura. ITINTEC 334.002: Método para determinar la finura. ITINTEC 334.004: Ensayo de autoclave para la estabilidad de volumen. ITINTEC 334.006: Método de determinación de la consistencia. ITINTEC 334.007: Extracción de muestra. ITINTEC 334.008: Clasificación y nomenclatura. ITINTEC 334.016: Análisis químico, disposiciones generales. ITINTEC 334.017: Análisis químico, método usual para determinar el diosado de silicio, oxido férrico oxido de calcio, aluminio y magnesio. ITINTEC 334.018: Análisis químico, anhidrido carbónico. ITINTEC 334.020: Análisis químico, perdida por calcinación. ITINTEC 334.021: Análisis químico, residuo insoluble. ITINTEC 334.041: Análisis químico, método de determinación de óxidos de sodio y potasio. ITINTEC 334.042: Método para ensayos de resistencia a flexión y compresión del mortero plástico. ITINTEC 334.046: Método de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz Nº 325. ITINTEC 334.047: Método de determinación del calor de hidratación. ITINTEC 334.048: Métodos de determinación del contenido de aire del mortero plástico.

COMERCIALIZACION La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 Kg. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario. Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac con variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un refuerzo interior de polipropileno. También la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.

JOSEPH ROJAS SAIRE

60

SHOTCRETE

2009

4. ASTM (American Society for Testing and Materials) ASTM C-94 Standard Specification for Ready-Mixed Concrete Material should confirm to Cement - C 150 or C 595 Aggregates - C 33 or C330 (light weight concrete) Water - clear and apparently clean Admixtures - C 260, C 494, C 618, C 989, C 1017.

Information needs for specification: 1. Size of course aggregate. 2. Slump at delivery 3. % of air-entrained. 4. Specify one of the following A. Compressive strength at 28 days (lab cure sample) B. Cement content (bags or lb/yard 3) , Maximum allowable water content, admixtures. C. Compressive strength at 28 days, Minimum cement content (bags or lb/yard 3), admixtures. 5. Unit weight (for light weight concrete).

Mixing and Delivery: Adding water: no water should be added. Sampling: volume: 2 ft 3, after discharge 15% of concrete before 85% of discharge. Sample should be taken within 15 minute of elapse time. Discharge time: discharge should be completed within 90 minutes.

Minimum tests for Strength, slump, and air entraining 1. One test for 150 cubic yard. 2. One test from each separate batch. 3. One for each class of concrete.

ASTM specified method of testing and sampling 1. Compression test specimens - C 31 2. Compression test - C 39 3. Yield, unit weight - C 138 4. Air entraining - C 138, C 173, or C 231. 5. Slump - C 143. 6. Sampling fresh concrete - C 172. 7. Temperature - C 1064.

JOSEPH ROJAS SAIRE

61

SHOTCRETE

2009

Recommended total air-content for air-entrained concrete: Maximum aggregate size Exposure condition

Mild Moderate Server

3/8" (9.5mm)

½" (12.5mm)

3/4" (19mm)

1" (25mm)

1-1/2" (37.5mm)

2" (50mm)

3" (75mm)

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

6

5.5

5

4.5

4.5

4

3.5

7.5

7

6

6

5.5

5

4.5

Tolerance in slump 1. When specification specifies "maximum" or "not to exceed" Specified slump

3" or less

more than 3"

0

0

1-1/2" (38 mm)

2-1/2" (63 mm)

Plus tolerance Minimum tolerance

2. When specification did not specifies "maximum" or "not to exceed" Specified slump 2" (51 mm) or less

±½" (13 mm)

More than 2" through 4"

±1" (25 mm)

More than 4"

JOSEPH ROJAS SAIRE

Tolerance

±1-1/2" (38 mm)

62

SHOTCRETE

2009 Z

ENSAYO DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO (SLUMP TEST)

Slump test es la verificacion de la consistencia del hormigón. Es decir, controla la correcta proporción entre el agua y el cemento en el hormigón armado. El ensayo de consistencia del concreto, o “slump test”, sirve para evaluar su capacidad

para adaptarse con facilidad al encofrado que lo va a contener. El procedimiento se explica ampliamente en la norma ASTM C143-78 “Slump of Portland Cement Concrete”.

Equipo necesario: Cono de Abrams de medidas estandar Varilla para apisonado de fierro liso de diámetro 5/8″ y punta redondeada L=60 cm

Wincha metálica Plancha metálica (badilejo) Procedimiento Obtener una muestra al azar, sin tener en cuenta la aparente calidad del concreto. Según la norma se debe obtener una muestra por cada 120 m3 de concreto producido ó 500 m2 de superficie llenada y en todo caso no menos de una al día. Particularmente he llegado a sacar muestras con más regularidad si la importancia del elemento estructural lo amerita. La muestra no debe ser menor de 30 lt y el concreto muestreado no debe tener más de 1 hora de preparado. Entre la obtención de la muestra y el término de la prueba no deben pasar más de 10 minutos. Colocar el molde limpio y humedecido con agua sobre una superficie plana y humedecida, pisando las aletas. Verter una capa de concreto hasta un tercio del volumen (67 mm de altura) y apisonar con la varilla lisa uniformememente, contando 25 golpes. Verter una segunda capa de concreto (155 mm de altura) y nuevamente apisonar con la varilla lisa uniformemente, contando 25 golpes. Los golpes en esta capa deben llegar hasta la capa anterior. Verter una tercera capa (en exceso) y repetir el procedimiento, siempre teniendo cuidado en que los golpes lleguen a la capa anterior. Como es usual, les faltará un poco de concreto al final, asi es que tendrán que rellenar el faltante y enrasar el molde con la varilla lisa. Desde el inicio del procedimiento, hasta este punto no deben de haber pasado más de 2 minutos. Es permitido dar un pequeño golpe al molde con la varilla para que se produzca la separación del pastón. Ahora pasamos a retirar el molde con mucho cuidado (no debería hacerse en menos de 5 segundos), lo colocamos invertido al lado del pastón, y colocamos la varilla sobre éste para poder determinar la diferencia entre la altura del molde y la altura media de la cara libre del cono deformado. JOSEPH ROJAS SAIRE

63

Monografia de Shotcrete

Recommend Documents