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CONCRETO LANZADO -UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

NOVIEMBRE, 2017, ING. FELIPE CHANGSIKA PERÚ/ TM CONCRETE / INFRAESTRUCTURA

CONCRETO LANZADO - SHOTCRETE

Material que se

coloca y compacta

mediante impulsión

neumática,

proyectándose a gran

velocidad sobre una

superficie

determinada.

Primera

máquina de

impulsión -

1907

RESEÑA HISTORICA

1907 Carl Ethan Akeley. Museo

de Ciencia Natural de

chicago.

1918 Se incorpora

procedimiento en Europa.

1930 Shotcrete. “American

Railway Engineering

Association”.

1945 George Senn. Spribag

Company (antecesora de ALIVA)

desarrolla equipo de

tornillo

1957 Desarrollo de máquina de

rotor.

Se implanta via húmeda.

RESEÑA HISTORICA

CARACTERISTICAS DEL CONCRETO

LANZADO

Más denso que un concreto normal

Relación A / C menor

Resistencia mecánica símilar

Menor permeabilidad

Buena resistencia al ataque químico, a la

abrasión y al desgaste

Gran adherencia al sustrato

Fácil colocación

No requiere de formaletas o encofrados

CAMPOS DE

APLICACION

TUNELES Y CAVERNAS

Impermeabilización de obras con

filtraciones durante su excavación

Regularización de superficies en

excavaciones

Como revestimiento definitivo o

provisional.

Ideal en túneles por sus altas

resistencias iniciales.

PISCINAS Y

RESERVORIOS

DE AGUA

Losas de cáscara

Fácil elaboración de

cúpulas, bóvedas,

depositos

cilindricos,

chimeneas.

Estabilización rocasMuros de contención anclados

(excavaciones)

Pantallas

Revestimiento

de taludes

Reparación

estructuras

Reparación estructuras

Recuperación de secciones en elementos

sometidos a ambientes agresivos o deterioro por

agentes físicos ó quimicos (incendios, corrosión, etc.)

Eurotúnel

PROPIEDADES DEL CONCRETO LANZADO

Estructura interna consta de

agregados más finos y

mayor cuantía de cemento.

La proyección forma poros

aislados que mejoran

resistencia a congelamiento

y deshielo.

Colocación por capas

interrumpe continuidad de

fisuras.

Excelente adherencia a

soporte (limpio y saturado con

superficie seca)

Baja permeabilidad y baja

absorción.

PROPIEDADES DEL CONCRETO LANZADO

MATERIALES PARA PROYECTAR CONCRETO

Deben cumplir las mismas normas que

regulan el concreto convencional.

Exige gradaciones finas.

Gradaciones gruesas obstruyen equipos

e incrementan el rebote.

MATERIALES PARA ELABORAR CONCRETO PROYECTADO

Agregados :

Calidad

Misma calidad que los agregados de

concreto normal, en especial :

• Limpios

• Resistentes

• Duros

• Granulometría apropiada

Prestar atención a :Densidad y absorción

Ya que son buenos indices de

su cálidad !

Forma

Deben preferirse agregados

rodados ó redondeados a

los de trituración ó

chancados , ya que se

reduce el Rebote.

Humedad

La óptima está entre 3%

a 6%; para vía seca.

MATERIALES PARA ELABORAR CONCRETO PROYECTADO

Agregados :

GRANULOMETRIA IDEAL COMBINADA

TAMIZ Mm 9 mm 12.5 mm 19 mm

N°.1 N°.2 N°.3

3/4" 100

1/2" 100 80-95

3/8" 100 90-100 70-90

N°.4 95-100 70-85 50-70

N°.8 80-100 50-70 35-55

N°.16 50-85 35-55 20-40

N°.30 25-60 20-35 10-30

N°.50 10-30 8-20 5-17

N°.100 2-10 2-10 2-10

MATERIALES PARA ELABORAR CONCRETO

PROYECTADO

Cemento :

En general se puede usar :

-Cemento Portland Tipo I y III

-Cementos puzolanicos

-Cementos siderúrgicos o

Adicionados

Resistencia a ataque químico :Cuando prevalezcan las

consideraciones de durabilidad usar

-Cemento adicionado con microsílica

-Cemento Tipo II y V

-Aditivos reductores de agua .

-Incorporadores de aire

Agua :Debe cumplir con los requisitos de

“Agua para el amasado de concreto” de

acuerdo a la Norma Nacional vigente o se

seguirá la recomendación ACI :


PROYECTADO

Se considera apta para la

elaboración de concreto

toda agua sin color

apreciable, ni olor

desagradabe, se preferirá

en general agua potable.

Fibras de Refuerzo: SIKA FIBER

•Debe cumplir con los requisitos de La

norma ASTM A 820 – Tipo I, ya que este

Tipo de Fibra es la unica diseñada para

reemplazar la malla eléctrosoldada.

•Debe poseer anclajes mecánicos en los

extremos.


PROYECTADO

Fibras de Refuerzo: SIKA FIBER

•El Acero con la cual se elabora la fibra

debe tener bajo contenido de Carbono.

•La relación Longitud /Diámetro debe ser

igual ó mayor de 45.


PROYECTADO

Fibras de Refuerzo :SIKA FIBER


PROYECTADO

Aditivos Acelerantes de Fraguado:

•Aditivos Alcalinos

(Sigunit L-30 PE)

•Aditivos Libres de Álcalis

(Sigunit L-50AF)


PROYECTADO

ADITIVO ALCALINO SIKA SIGUNIT L-30

VENTAJAS

Dosis bajas del 2% al

6%.

Fraguados rápidos en

pocos minutos, capaz

de tapar filtraciones de

agua con shotcrete vía

seca.

Permite colocar capas

muy gruesas incluso

sobre cabeza de una

sola pasada.

DESVENTAJAS

En contacto directo

con la piel produce

quemaduras si no se

lava rápidamente la

zona afectada.

No recomendable para

shotcrete de alta

resistencia (>500

kg/cm2)

ADITIVO LIBRE DE ÁLCALIS SIGUNIT L-50 AF

VENTAJAS

Aditivo amigable con

el medio ambiente y no

produce quemaduras

en contacto con la piel

al no tener álcalis.

Recomendable para

shotcrete de áltas

resistencias (>500

kg/cm2) a los 28 días.

DESVENTAJAS

Fraguados muy lentos,

si se coloca una capa

gruesa se cae, al igual

que cuando se coloca

en zonas con

presencia de agua.

Se utiliza dosis del 5%

al 10%.

No recomendado en

shotcrete de altas

resistencias iniciales.

Diseño de mezcla :

Se basa normalmente en la resistencia

a compresión especificada (inicial y

final)

En aplicaciones especiales se puede

requerir el cumplimiento de

parámetros distintos :

Durabilidad, permeabilidad, Tenacidad, etc.

PROPORCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES

METODOS DE LANZADO

VIA HUMEDA

Clasificación :

VIA SECA

VIA SECA

Lanzado vía

seca -

Represa

VIA SECA

MEZCLA SECA

AIRE

AGUA

Lanzado por vía seca

Sigunit L-30 PE / L-50AF

aliva

Se facilitan ciertas condiciones de

aplicación (filtraciones)

Permite bajas relaciones A/C

Maquinaria más económica

Mayor energía de compactación

Mayor densidad de mezcla colocada

VIA SECA (Ventajas)

VIA SECA (Desventajas)

Mayor generación de polvo

Mayor porcentaje de rebote.

Condiciones de aplicación

ambientalmente inconvenientes.

Exige mayor experiencia en mano de

obra.

Túnel

VIA HUMEDA

VIA HUMEDA

El concreto se

transporta con

toda el agua de

amasado, el

aditivo se

coloca en la

boquilla

SISTEMAS VIA HUMEDA

Flujo Diluido

Equipo especial (rotor)

No requiere bombea-

bilidad.

Mayores

requerimientos de aire.

Mejor calidad en

compactación

Apto para vía seca.

Flujo Denso

Bomba de concreto

Mezcla debe ser

bombeable.

Inferiores volumenes

de aire requeridos.

Mayor requerimiento

de acelerante.

No apto para vía seca.

MEZCLA

ADITIVO

AIRE

VIA HÚMEDA (flujo diluido)

Sigunit L-30 PE / L-50 AF

aliva

AIRE

Sigunit

MEZCLA

AIRE

VIA HÚMEDA (flujo denso)

Sigunit L-22 / L-50 AF

aliva

AIRE

ADITIVO

Sigunit

Medium size wet spraying system

Piston pump

200ltr drum

Boom folded

jacks

doser

VIA HUMEDA (Ventajas)

Mayor control sobre relación A/C

Permite uso de superplastificantes

Mejor distribución del agua en la mezcla

Menor rebote que en via seca

Mayor rendimiento de colocación

Mayor homogeneidad entre capas

VIA HUMEDA (Desventajas)

Equipos más costosos con

mantenimiento más exigente.

Mayor logística y coordinación entre

planta de mezcla y obra

Menor calidad en la compactación que en

la vía seca.

No es muy eficaz donde hay filtraciones

de agua.

Equipos grandes y limitados para labores

pequeñas.

Soluciones Sika para vía húmeda

Revestimiento de taludes

Sigunit L-30/L-50AF

Obras de sostenimiento en túneles

muy altas resistencias iniciales a

pocas horas y las labores son

húmedas ó secas

Sigunit L-30 PE

Altas resistencias luego de 24 horas

y resistencias finales a 28 días

y las labores son secas

Sigunit L-50 AF

DOSIFICADOR aliva AL 403

Transporte y tiempo de manejabilidad:

Sika Sikament

Sika Viscocrete

Muy alto tiempo de

manejabilidad

Ayudante de bombeo Flujo Denso :

Sika Pump

Adiciones :

Sika Fume

Soluciones Sika para vía húmeda

Equipo

aliva AL 500

VIA HUMEDA

VIA HUMEDA

Equipo

aliva para

minería

VIA HUMEDA

REBOTE TIPICO (Código ACI 506R)

SUPERFICIE VIA SECA VIA HUMEDA

Pisos 5% a 15% 0% a 5%

Verticales 15% a 25% 5% a 10%

Sobre cabeza 25% a 50% 10% a 20%

SUGERENCIAS DE

OPERACION

SUGERENCIAS DE OPERACION

Calidad depende de la destreza del lanzador.

El flujo de concreto debe ser continuo.

Podrían presentarse sobredosificaciones o

deficiencias de aditivo o agua cuando se

bombea en vacio.

La distancia de la boquilla al sitio debe estar

entre 0,5 mts a 1,5 mts.

La colocación se inicia de abajo hacia arriba.

Cuando la estructura es reforzada se

acercará más y se inclinara levemente la

boquilla para evitar sombras tras la

armadura.

La inclinación de la boquilla debe ser

perpenticular a la superficie de aplicación.

SUGERENCIAS DE OPERACION

Shotcreteado elemento con armadura

Posición para lanzar

Posición vs. Rebote

BAJO REBOTEALTO REBOTEMAXIMO REBOTE

Movimiento boquilla

..\Mis vídeos\Brazo Robotico.AVI

E:/Mis vídeos/Brazo Robotico.AVI

CONTROL DE

CALIDAD

CONCRETO

LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Tomar panel de prueba cada 40 metros

cúbicos ó 01 al día mínimo . ASTM C1140.

Para determinar la resistencia a la

compresión del Shotcrete se extraerán

testigos diamantinos cilindricos ó cubos

tallados.

Para determinar la performance del Shotcrete

reforzado con fibas de Acero se tallaran vigas

o elaboraran paneles para obtener los índices

de tenacidad ó energia absorvida.

Llenado

de los

Paneles

para

Ensayos

PASO 1

PASO 2

PASO 3

PASO 4

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Extractora

Diamantina

para

obtener

Testigos

Cilíndricos y

Máquina de

corte para

Tallados.

Testigos

Diamantinos

Cilíndricos

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Máquina para

determinar la

Resistencia a

la Compresión

del Concreto

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Vigas

Talladas

Ensayo de

Flexotracción

para determinar

los Índices de

Tenacidad

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CATEGORIA NIVEL I5 I10 I20 R5,10 R10,20

I MALO <2 <4 <8 <20 <40

II REGULAR 2 4 8 20 40

III BUENO 3 6 12 60 60

IV EXCELENTE 4 8 16 80 80

TABLA DE INDICES DE TENACIDAD Y FACTORES DE ESFUERZO RESIDUAL

Ref. Morgan D.R. And Sherril F.A. “Recent Developments in Wet and Dry process

Shotcrete” , 1988 Word of Concrete, Seminar 8-21

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Efnarc European Specification for Sprayed Concrete - Cap.10 Pag.15

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO

Ref. Efnarc European Specification for Sprayed Concrete – Cap. 9 Pag. 9

CONTROL DE CALIDAD

CONCRETO LANZADO CON FIBRAS

CH CARPAPATA III

CH CHAGLLA

CH LA VIRGEN

TUNEL YANANGO

TUNEL CHACAHUARO

Un siglo de conocimiento comprometidos con

la calidad, tecnología y asistencia técnica en

grandes obras alrededor del mundoSika

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