Shotcrete para Soporte de Rocas

Shotcrete para Soporte de Rocas; es un texto desarrollado por Degussa Construction Chemicals International Underground Construction Group

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 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.

¿Qué 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 Cement-Gun (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.

Hoy en día todavía se utiliza el nombre «gunita». En ciertas clasificaciones equivale al mortero proyectado, pero los límites de tamaño de grano varían (según el país, la definición del límite para el agregado máximo es de 4, 5, o incluso hasta 8 mm). Para evitar esta confusión entre mortero proyectado y shotcrete, en este  libro utilizaremos la expresión «shotcrete» (o gunita) para referirnos a la  mezcla proyectada de cemento y agregados.

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Actualmente existen dos métodos de aplicación para el shotcrete: el proceso de vía seca y el de vía húmeda. Las primeras aplicaciones del shotcrete se hicieron mediante la vía seca; en este método se coloca la mezcla de cemento y arena en una máquina, y la misma se transporta por mangueras mediante la utilización de aire comprimido; el agua necesaria para la hidratación es aplicada en la boquilla. El uso del método por vía húmeda comenzó después de la Segunda Guerra Mundial. A semejanza del concreto ordinario, se preparan las mezclas con toda el agua necesaria para hidratarlas, y se bombean en equipos especiales a través de las mangueras. La proyección del material se efectúa mediante la aplicación de aire comprimido a la boquilla.

Los equipos para la ejecución de ambos métodos (vía húmeda y vía seca) han mejorado de manera significativa. En un capítulo aparte se describirán los últimos avances de la tecnología.

Shotcrete para Soporte de Rocas – Contenido

Índice

1. Introducción

1.1 ¿ Qué significa shotcrete?
1.2 ¿Dónde se utiliza el shotcrete?
1.3 Principios del shotcrete
1.4 Diferencia entre los dos métodos

2. Método por vía seca

2.1 Composición de una mezcla seca
2.1.1 Contenido de cemento
2.1.2 Relación agua/cementante
2.1.3 Contenido de humedad natural
2.1.4 Aditivos
2.1.5 Adiciones
2.1.6 Fibras
2.2 Comparación entre las mezclas preparadas en obra y el material predosificado
2.3 Problemas del proceso de proyección de mezclas secas
2.4 Conclusiones

3. Método por vía húmeda

3.1 Razones del cambio al método por vía húmeda
3.1.1 Economía 
3.1.2 Ambiente de trabajo
3.1.3 Calidad
3.1.4 Aplicación 
3.2 Ventajas
3.3 Desventajas
3.4 Resumen del método por vía húmeda
3.5 Diseño de la mezcla para proyección por vía húmeda
3.5.1 Microsílice
3.5.1.1 Ventajas especiales del shotcrete con microsílice
3.5.2 Agregados
3.5.3 Aditivos: Plastificantes y superplastificantes
3.5.4 Acelerantes de fraguado tradicionales 
3.5.4.1 Comportamiento químico de los acelerantes de aluminato durante el proceso de hidratación 
3.5.4.2 Silicatos sódicos modificados/water glass
3.5.4.3 Campos de aplicación 
3.5.4.4 Dosificaciones típicas
3.5.5 Acelerantes de shotcrete libres de álcalis
3.5.5.1 Formación de polvo 
3.5.5.2 Terminología confusa: ¿«no cáustico»? ¿«libre de álcalis»? 
3.5.5.3 Acelerantes líquidos no cáusticos libres de álcalis
3.5.5.4 Acelerantes sin álcalis en polvo
3.5.5.5 MEYCO SA160/SA161/SA162/SA170: Uso según el tipo de cemento
3.5.5.6 Comparación de las resistencias iniciales con acelerantes tradicionales de aluminato
3.5.5.7 Dosificación y equipos
3.5.5.8 Compatibilidad con otros acelerantes
3.5.5.9 Requisitos especiales para utilizar los productos MEYCO SA160/SA161/SA162/SA170 para proyección por vía húmeda
3.5.5.10 Resultados típicos de pruebas de campo

4. Avances en la tecnología de aditivos para el shotcrete

4.1 Sinopsis
4.2 Delvo crete 
4.2.1 Introducción 
4.2.2 Shotcrete fabricado por vía húmeda
4.2.3 Dosificación y transporte del shotcrete fabricado por vía húmeda
4.2.4 Control de la hidratación del cemento
4.2.5 Propiedades
4.2.6 Tiempos de fraguado
4.2.7 Resistencias
4.2.8 Rebote
4.2.9 Economía
4.2.10 Resumen
4.2.11 Casos de estudio
4.3 Curado interno del concreto
4.3.1 Antecedentes
4.3.2 Curado interno del concreto con MEYCO TCC735
4.3.3 Tecnología comprobada
4.3.4 Ventajas del curado interno del concreto con MEYCO ® TCC735
4.3.5 Una solución más segura y económica
4.3.6 Resultados de las pruebas de proyección
4.4 Conclusión

5. Refuerzo de fibras

5.1 ¿Por qué es necesario reforzar el concreto?
5.2 Comportamiento de las fibras metálicas en el shotcrete
5.3 Clases de fibras
5.3.1 Fibras de vidrio 
5.3.2 Fibras sintéticas
5.3.3 Fibras de carbono
5.3.4 Fibras metálicas
5.4 Ventajas técnicas de las fibras metálicas
5.5 Ventajas económicas de las fibras metálicas
5.6. Diseño de la mezcla para el shotcrete reforzado con fibra metálica 

6. Durabilidad del shotcrete

6.1 Dseños construibles
6.2 Especificaciones y guías
6.3 Aptidud del equipo de construcción
6.4 Diseño de la mezcla de shotcrete
6.5 Nuevos aditivos acelerantes libres de álcali
6.6 Estabilidad química de los nuevos acelerantes
6.7 Durabilidad del refuerzo de fibra metálica
6.8 Requisitos de aplicación
6.9 Conclusión
6.10 Ejemplo de C-45
6.11 Efectos de utilizar diferentes diseños de mezclas

7. Equipos

7.1 Aplicación manual
7.1.1 Equipos/sistemas para la proyección por vía seca
7.1.1.1 Principios de funcionamiento (MEYCO® Piccola, MEYCO®GM)
7.1.1.2 Avances
7.1.1.3 Sistemas integrados para aplicación manual
7.1.2 Equipos/sistemas para la proyección por vía húmeda
7.1.2.1 Avances
7.1.2.2 Sistemas integrados para aplicación manual
7.2 Proyección mecanizada
7.2.1 Brazos de proyección
7.2.1.1 Brazos de proyección asistidos por computadora
7.2.2 Sistemas móviles de proyección
7.2.3 Ventajas de la proyección mecanizada
7.3 Sistemas de dosificación
7.4 Sistemas de boquilla
7.5 Sistemas para mediciones del desarrollo de resistencia
7.5.1 Aguja de penetración
7.5.2 Prueba de adherencia (pull-out)

8. Diseño de soporte de rocas

8.1 Mecanismos activos del shotcrete sobre rocas
8.2 Shotcrete sobre roca diaclasada
8.3 Shotcrete sobre roca blanda o fisurada
8.4 Fundamentos de mecánica de rocas
8.5 Método NATM
8.6 Propiedades importantes del shotcrete para soporte de roca
8.7 Refuerzos
8.8 Métodos de soporte de túnel

9. Revestimientos permanentes de shotcrete para túneles

9.1 Desarrollo de los revestimientos permanentes con shotcrete para túneles
9.2 Relación coste/eficacia de los revestimientos de túneles de una pasada
9.3 Opciones de SPTL
9.4 Geometría del túnel
9.5 Refuerzos del revestimiento
9.5.1 Varillas de refuerzo y mallas electrosoldadas
9.5.2 Refuerzos de fibras metálicas
9.6 Fortificaciones
9.7 Juntas de construcción relacionadas con la secuencia de excavación
9.8 Método SPTL de dos capas: juntas de construcción de la segunda capa
9.9 Método SPTL de dos capas: primera y segunda capa
9.10 Acabado superficial
9.10.1 Nivelación y alisado con llana
9.10.2 Sistemas de revestimientos
9.11 Durabilidad del shotcrete
9.12 Recomendaciones para la construcción
9.12.1 Requisitos de aplicación
9.12.2 Pautas de selección en sistemas modernos de aplicación
9.13 Sistemas de manejo de riesgo
9.14 Aumento de la estanqueidad con membranas proyectables
9.14.1 Túneles de SPTL sujetos a filtraciones potenciales de agua 
9.14.2 Túneles SPTL con acceso activo de agua
9.14.3 Rehabilitación de túneles 185

10. Guía de aplicación del shotcrete

10.1 Preparación del substrato
10.2 Técnicas de proyección generales
10.3 Menos rebote, más calidad
10.4 Proceso por vía húmeda y brazos de proyección robotizada 
10.5 Destreza del operario

11. Tiempo y economía

11.1 Ejemplo de cálculo
11.2 Conclusiones

12. Aplicaciones futuras del shotcrete

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Un comentario en «Shotcrete para Soporte de Rocas»

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