+ All Categories
Transcript

CUSO : TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

PROFESOR: ING. FLORES AREVALO, HERNAN

ALUMNOS:HERNANDEZ ARANCEL, ERIKA YULIANA 20130220EPACHECO HIJAR, RENZO ANDRÉS 20134138A

FIGMM

2015 - I

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

INDICE

Introducción…………………………………………………………………….pág. 1

Ciclo de trabajo en la excavación………………………………………pág. 2

Sistemas de sostenimiento……………………………………………….pág. 3

Historia del shotcrete……………………………………………………….pág. 4

¿Qué es el shotcrete?-definición………………………………………pág. 6

Características y razones para usar shotcrete……………………pág. 8

Materiales………………………………………………………………………..pág.9

Métodos de lanzado-clasificación………………..……………………pág. 15

Vía seca……..……………………………………………………………………..pág. 15

Vía húmeda…………………………………………………………….………..pág. 17

Shotcrete reforzado con fibra…………………………………………..pág. 21

Control del porcentaje de rebote……………………………………..pág. 25

Control de espesor…………..………………………………………………pág. 27

Causas de un shotcrete de baja calidad…………………………...pág. 28

Conclusiones………………………………………………………..………….pág. 30

Recomendaciones……………………………………………………………pág. 31

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 1

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

INTRODUCCIÓN

El objetivo principal de un elemento de sostenimiento es movilizar y conservar el esfuerzo o resistencia inherente a la masa rocosa para que se autosoporte.

El sostenimiento de roca generalmente combina los efectos de refuerzo con elementos tales como pernos de roca y soportes con la aplicación de hormigón proyectado, malla metálica y cimbras de acero, los cuales soportan cargas de bloques rocosos aislados por discontinuidades estructurales o zonas de roca suelta.

¿Por qué sostenemos?

El sostenimiento en minería subterránea es muy importante, ya que por la naturaleza del trabajo toda labor que se hace en el interior de la mina se realiza en epacios vacíos, inestabilizados producto de la rotura de la roca o mineral extraído; para lograr que se mantenga nuevamente estable la zona y en condiciones de trabajarla, la zona debe de redistribuir sus fuerzas, para ello es necesario apoyar inmediatamente con el refuerzoo el sostenimiento adecuado, considerando el tipo de rocas, fallas con relleno, fallas abiertas, etc.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 2

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

CICLO DE TRABAJO PARA LA CONSTRUCCION DE UN TUNEL

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 3

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

SISTEMAS DE SOSTENIMIENTO

Usualmente se denomina soporte de rocas a los procedimientos y materiales utilizados para mejorar la estabilidad y mantener la capacidad de resistir las cargas que producen las rocas cerca al perímetro de la excavación subterránea. Se puede clasificar a los diversos sistemas en dos grandes grupos:

LOS DE APOYO ACTIVO; que viene a ser el REFUERZO de la roca donde los elementos colocados pasan a ser parte integral del Macizo Rocoso.

LOS DE APOYO PASIVO; donde los elementos colocados vienen a ser el SOSTENIMIENTO del Macizo Rocoso, son externos al Macizo y deben soportar cualquier movimiento interno de la roca que está en contacto con el perímetro excavado.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 4

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

HISTORIA DEL SHOTCRETE

PRIMERA MÁQUINA DE IMPULSIÓN 1907

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 5

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

1907 Carl Ethan Akeley. Museo de Ciencia Natural de Chicago.

1911 “Cement Gun”

1918 Se incorpora y propaga el procedimiento en Europa.

1930 Surge término “Shotcrete” “American Railway Engineering Association”.

1935 Se hacen las primeras pruebas de shotcrete a flexión

1945 George Senn. Spribag Compañía (antecesora de ALIVA) desarrolla equipo de tornillo

1957 Desarrollo de máquina de rotor. Se implanta vía húmeda.

1945 vía húmeda, después de la segunda guerra mundial

1954 Definición oficial por el Instituto Americano del Concreto (A.C.I.)

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 6

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

¿QUÉ ES EL SHOTCRETE? DEFINICION

. Gunita

Es un mortero proyectado compuesto de arena-cemento y puede contener áridos en la arena gruesa que llegan hasta 4mm. El contenido de cemento fluctúa entre 400 a 450Kg. /m3 de mezcla.

La gunita se emplea principalmente como una impregnación preliminar cuando se está consolidando áreas con filtraciones de agua, en cuyo caso la arena deberá ser de un tamaño, máximo de 2mm y, obviamente, tendrá una mayor cantidad de cemento del orden de 450Kg/m3. Otro uso importante de la gunita se refiere al tratamiento de zonas especiales (rocas anhidriditas, yeso, esquistos, etc.), donde sirve como filtro en el intercambio de moléculas, durante el proceso de fragua del contacto rociado.

La íntima unión entre la gunita y la masa rocosa asegura una mejor calidad en el acabado superficial y se encarga de que la masa rocosa participe de manera activa en el mecanismo de sostenimiento.

. Shotcrete (concreto proyectado)

Es el concreto obtenido con la ayuda de una mezcla “preconfeccionada”, el cual es lanzado con una bomba proyectora empleando un flujo de aire comprimido, hasta la “tobera”, desde la cual el operador dirige el chorro contra la superficie de aplicación sobre la cual se adhiere el material de proyección, compactándose al mismo tiempo por la fuerza de impacto. En el momento de su impacto sobre la superficie de aplicación una parte de material rebota; esta pérdida de material es otra de las características del concreto proyectado. La proyección del material se puede efectuar por vía húmeda y seca. Los dos procedimientos se distinguen por la mezcla previamente confeccionada y por el empleo del equipo mecánico.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 7

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

. ¿Cómo funciona?

Cuando el concreto es lanzado desde una maquina sobre una superficie rugosa, primero se rellenan las aberturas como fracturas, fisuras cubriendo los fragmentos sueltos o parcialmente soportado previniendo el deterioro del macizo.

La adhesión depende del tamaño y de la selección mecánica de partículas en el concreto

Primero se forma una delgada capa con el cemento y las partículas de arena menores a 0.2 mm de tamaño, este material fino penetra en los poros y fracturas y provee la cimentación para que se adhiera y compacte el resto. Durante la primera etapa el material grueso rebota y cae al piso.

La adhesión es mejor en una superficie fresca o recientemente rota, bien lavada que en superficies lisas como metal o plástico. También se obtiene pobre adhesión en superficies erosionadas, arcillosas.Para asegurar una rápida colocación, se adicionan agentes acelerantes a la mezcla.

CARACTERÍSTICAS Y RAZONES PARA USAR SHOTCRETEFACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 8

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Las principales características que indican al concreto lanzado como un elemento efectivo de sostenimiento son:

El concreto lanzado previene la caída de pequeños trozos de roca de la periferia de la excavación, evitando el futuro deterioro de la roca.

Mantiene el entrabe de las posibles cuñas o bloques sellando las discontinuidades o grietas producidas por la voladura.

En terrenos oxidados sella la roca y previene la erosión por exposición de la roca a la humedad del aire y las aguas subterráneas.

Para controlar el agua y la formación de hielo al desviar, drenar o parar los flujos de agua.

REBOTE

El rebote está formado por los componentes que no se adhieren a la superficie en tratamiento, existen muchos fundamentos teóricos y prácticos para su evaluación, pero en cualquier caso, el porcentaje de rebote depende de:

1. Relación agua/cemento

Habilidad del operador Proporción de la mezcla

2. Granulometría de la mezcla Árido grueso=mayor rebote

3. Eficiencia de la hidratación

Presión del agua Habilidad del operador

4. Angulo y distancia del impacto

Habilidad del operador Limitación de accesos

¿QUÉ MATERIALES SE NECESITAN PARA UN SHOTCRETE DE CALIDAD?

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 9

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Para la seleccionar los tipos de materiales deben cumplir las mismas normas que regulan el concreto convencional.

Teniendo en cuenta que:

Gradaciones gruesas obstruyen equipos e incrementan el rebote.

Gradaciones muy Finas no generan mucha adherencia y también cae.

Los materiales son los siguientes:

Cemento El cemento Portland corriente es empleado de acuerdo con las especificaciones aplicables al concreto ordinario. Otros cementos como los resistentes a los sulfatos, pueden ser

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 10

cemento arena agua

aditivos Fibra metálica Fibra sintética

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

utilizados siempre que las condiciones asi lo exijan. Interviene en pequeña proporción, pero es determinante en la resistencia del concreto. La relación agregados-cemento deberá ser del orden 4:1, variando el contenido de cemento entre 250 y 400 kilogramos por

metro cubico. En general se puede usar:

-Cemento Pórtland Tipo I y III -Cementos puzolanicos -Cementos siderúrgicos ó 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 NTP vigente ó se seguirá la recomendación ACI:

Se considera apta para la elaboración de concreto toda agua sin color apreciable, ni olor desagradable, se preferirá en general agua potable.

- Reacciona con el cemento para hidratarlo.

- Actúa como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.

- Procura la estructura de vacíos necesaria en la pasta, para que los productos de hidratación, tengan espacio para desarrollarse.

Relación agua cemento

La relación agua-cemento está comprendida, generalmente, entre 0.4 y 0.45, considerándose muy baja, por esta razón se tiene resultados de valores de resistencia elevados.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 11

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

RESISTENCIA – RELACION AGUA CEMENTO

AGREGADOS

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 12

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

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 índices de su calidad.

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.

ES RECOMENDABLE QUE LA ARENA CUMPLA CON LA GRADACIÓN N°02, SEGÚN ACI 506-GUIDE TO SHOTCRETE.

Aditivos

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 13

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Los aditivos son productos químicos que se añaden al concreto proyectado para modificar ciertas propiedades del mismo, mejorando la velocidad de fraguado, evitando el rechazo y contribuyendo a un estancamiento del agua de infiltración.

Acelerantes:.Para obtener mayor resistencia rápidamente.Reduce el nivel de robote del agregado.Para obtener espesores mayores en una pasada.Para lanzar en superficies húmedas

Normalmente se coloca alrededor de 2% por peso de cemento, pero algunas veces puede llegar a 7% si se requiere rápido endurecimiento.

Los aditivos y adiciones más empleadas en el hormigón proyectado por vía seca son los acelerantes (polvo ó líquido), el humo de sílice (polvo ó slurry), los estabilizadores de fraguado, las fibras de acero y las cenizas volantes.

Los aditivos y adiciones más empleadas en el hormigón proyectado por vía húmeda son los acelerantes (líquido ó en polvo), los superplastificantes, el humo de sílice (polvo ó slurry), los estabilizadores de fraguado, los reductores de rebote, las fibras de acero o polipropileno y las cenizas volantes.Siguiendo el orden natural de fabricación del hormigón proyectado, a continuación, sedetallan las características particulares, y los efectos de algunos de ellos en el productofinal.

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

Es un aditivo reductor de agua de alto rango, permite producir concretos de alta resistencia, con gran mantenimiento de la consistencia, sin provocar retrasos de fraguado o endurecimiento.

ADITIVO INHIBIDOR DE FRAGUA

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 14

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Estabiliza la hidratación del cemento, permitiendo el control en el tiempo de fraguado del concreto.

ACELERANTES DE FRAGUADO

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

METODOS DE APLICACIÓN DEL SHOTCRETE

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 15

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Existen dos métodos para aplicar el concreto lanzado sobre una superficie determinada.

MÉTODO POR VIA SECA.

Consiste en mezclar el cementante (cemento + adiciones) con la arena para luego impulsarlo a través de la manguera a la boquilla del equipo, en donde se combinará con el agua y los aditivos líquidos, los cuales llegan por una manguera independiente, para ser finalmente proyectada hacia la superficie mediante el uso de aire comprimido. El método 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. Tiene una gran acogida en las 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 el grado de entrenamiento y responsabilidad del operador.

La aplicación del 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 la vía húmeda.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 16

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 17

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Ventajas y desventajas del concreto proyectado por Vía Seca.

METODO POR VÍA HÚMEDA

El segundo método, llamado “vía húmeda” consiste en mezclar la arena, cementante y el agua antes de ser impulsados a través de la manguera del equipo, de tal forma que cuando la mezcla llega a la boquilla de la máquina, esta ya se encuentra lista para ser proyectada. Requerimientos Básicos: La resistencia mínima requerida es de 30 Kg/cm² a las 4 horas de lanzado, a las 24horas 100 kg/cm² y a los 7 días debe ser mayor de 210 kg/cm²; verificado mediante ensayos de laboratorio. La proyección por vía húmeda tiene las ventajas de un control de calidad superior (a través del control de la relación w/c), menor costo de colocación y un ambiente de trabajo relativamente libre de polvo. En el método de proyección por vía húmeda es usualmente necesario añadir un acelerante en la boquilla para agilizar el fraguado y la ganancia de resistencia inicial del concreto en el substrato.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 18

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Esta constituido a diferencia del shotcrete por vía seca de más aditivos como:

Inhibidores de hidratación: permiten regular el fraguado pudiendo mantener la mezcla las horas que sean necesarias para poder utilizarlo (12 a 72 Hrs).

Superplastificantes: ayudan a mantener la trabajabilidad del mortero y evitan la sobrecarga de agua en el concreto, recordar que si excedemos el agua de diseño el shotcrete pierde resistencia.

Acelerantes ultrarrápidos: permiten que se puedan continuar con los trabajos de explotación pocas horas después de ser colocado y mejoran el desempeño del concreto en zonas húmedas.

Humo de sílice o Microsílice: es utilizado como complemento del cemento incrementa la plasticidad y la resistencia a la compresión, su propiedad hace que la mezcla sea pegajosa y más densa.

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; utilizamos la fibra de polipropileno, ya que no se deteriora con el

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 19

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

agua, es inerte. Proyectado a presión de aire sobre la superficie que En relación al diseño utilizado en nuestra labores se ha determinado que debe trabajar con una resistencia a la compresión (f’c) mínima: 7 Mpa a 1 día, 30 Mpa a 28 días. La resistencia mínima a la flexión no debe ser menor a 4 Mpa(41 Kg/cm2).

•Ambiente de Trabajo. Los operarios del proceso por vía seca estaban acostumbrados a trabajar en medio de una gran cantidad de polvo. Se emitía polvo no sólo desde la boquilla, sino también desde la máquina de proyección. Como norma general, los resultados de las mediciones de polvo en el ambiente de trabajo eran más de tres veces la cantidad permisible. El método por vía húmeda mejoró sustancialmente las condiciones del ambiente de trabajo, trayendo consigo mayor seguridad para los trabajadores de túneles. Una delas situaciones que impulsó el desarrollo del método por vía húmeda fue el lanzamiento de concreto bajo condiciones peligrosas. Los riesgos a la seguridad eran frecuentemente inaceptables. Con el control remoto de los equipos era posible que el operador estuviera bajo un área previamente protegida por lo cual los riesgos de caídas de rocas involucrarían solo equipos, más no vidas humanas.

•Aplicación. Con el método de vía húmeda es más fácil 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 la manguera. Al principio se utilizaban principalmente bombas helicoidales, ahora predominan las bombas de pistón. En la boquilla del extremo de la manguera, se agrega aire al concreto, a razón de 7-15m3/min, y a una presión de 7 bars según el tipo de aplicación (manual o robot). El aire tiene la función de aumentar la velocidad del 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 m3/min, lo cual lleva amenores resistencias a la compresión así como también a la adherencia deficiente y rebote. Para la proyección robotizada se requieren hasta de 15 m3/min de aire.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 20

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Diseño de Mezcla para concreto proyectado por Vía Húmeda

Ventajas y desventajas del concreto proyectado por Vía Húmeda

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 21

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Shotcrete reforzado con fibra

La adición de fibras de refuerzo a la mezcla permite proveer de ductilidad al concreto, lo cual permite que la estructura soporte deformaciones más allá de su límite elástico, provocadas por desplazamientos del terreno luego de la aplicación. Debido a factoreseconómicos, las fibras se utilizan usualmente sólo en shotcrete proyectado por víahúmeda y son dosificadas junto con la mezcla de concreto. cumple con las especificaciones ASTM C1116 para concreto y Shotcrete reforzado con fibra sintética. Las fibras añadidas al shotcrete pueden ser de acero, de vidrio, sintéticas o hechas de materiales naturales. La inclusión de estas adiciones tiene como propósito mejorar las propiedades del shotcrete tales como ductilidad, tenacidad, resistencia a la flexión, resistencia al impacto, resistencia a la fatiga (ciclos de carga y descarga) e incluso incrementar ligeramente la resistencia a la compresión.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 22

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Consideraciones de la fibra.

Clasificación de las fibras

Alambre cortado en frío

Lámina cortada

Extracción de la masa fundida, otros

Parámetros que describen la calidad de la fibra

Radio de aspecto (Longitud / Diámetro)

Resistencia a la tensión

Forma geométrica

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 23

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Características Mecánicas de la fibra

Peso Específico

Módulo de Young o Módulo de elasticidad

Módulo de Tensión de ruptura por tracción

Elongación de Rotura

Materiales usados para la elaboración de shotcrete reforzado.

Los materiales usados en el Shotcrete son básicamente los mismos que los utilizados en un concreto convencional: cemento, agregados inertes finos, agua, aditivos, y a partir de los 80´s se empezaron a usar fibras.Cemento y Agua:El cemento utilizado fue el cemento convencional Pórtland Tipo I y el agua empleada en el diseño de mezcla fue agua potable.Agregados:Los agregados para el Shotcrete deben cumplir siempre con la norma ASTM C33.Aditivos: POLYHEED RI.- Es un aditivo retardante, reductor de agua de medio rango, multi-componente y libre de cloruros formulado para producir en el caso del Shotcrete incrementó en el desarrollo de las resistencias a la compresión y a la flexión en todas las edades, además que resulta efectivo ya sea como un aditivo único o como parte de un sistema de aditivos MBT.RHEOBUILD 1000.-Es un aditivo reductor de agua de alto-rango diseñado para producir concreto rheoplastico y recomendado para desarrollo rápido de resistencias y uso fundamental en aplicaciones civiles y de minería ya sea en Shotcrete por vía húmeda o seca.MEYCO SA160.-Es un aditivo acelerante de elevado rendimiento, exento de álcalis para su utilización en el proceso de proyección por vía húmeda, adecuado para todas aquellas aplicaciones donde se requieran resistencias iniciales o finales elevadas, es idóneo para concreto proyectado por vía húmeda en el sostenimiento de rocas.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 24

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Proceso de aplicación Vía Húmeda

Lanzado de shocrete vía húmeda

Fuerza de impacto: es función de la velocidad y de la distancia de proyección.

Distancia de proyección: 0,8m – 1,2m

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 25

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

La velocidad de colocación es función de:

• El caudal de concreto.

• Presión y caudal del aire.

• Diámetro de la tubería. La velocidad de colocación es función de: Fuente: Concreto lanzado, proceso de colocación y evaluación de producto. Mar del Plata Argentina

• Longitud de la tubería.

• Tipo y posición de boquilla.

• Angulo de proyección perpendicular a la superficie

• Movimientos circulares

CONTROL DEL PORCENTAJE DE REBOTE

•Se realiza para determinar la cantidad de shotcrete que no se adhiere a la superficie sobre la cual se está lanzando, respecto al concreto total lanzado.

• Se lanza un volumen determinado de una misma bachada (un viaje) y al final del proceso de lanzado, se recupera el concreto que esté en el piso, el cual previamente debe tener un plástico Control del Porcentaje de rebote: o carpa para que el concreto no se contamine.

• Se compara en peso la cantidad que se recoja respecto al total lanzado y se lleva a porcentaje.

• Un porcentaje de rebote adecuado puede estar entre el 5% y el 10%

Lanzado de shocrete vía húmeda

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 26

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

La boquilla debe ser dirigida perpendicularmente a la superficie rocosa y debe ser rotada continuamente en una serie de pequeños óvalos o círculos.

CONTROL DEL ESPESOR

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 27

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

En la corona el espesor debe ser el necesario para evitar la caída del shotcrete , generalmente de 2“ (5cm) en cada pasada de las paredes verticales.

AGUA CONTROLADA POR TUBERIA DE drenaje

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 28

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Causas de un shotcrete de baja calidad en minería

• Deficiente logística de suministros.

• Servicios inadecuados (aire comprimido, agua y energía). Causas de un Causas de un Shotcrete de baja calidad en Minería: comprimido, agua y energía).

• Control de calidad ineficiente o inexistente.

• Fuerte resistencia al cambio.

Muestreo incorrecto de paneles cuadrado

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 29

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

Misma mezcla (del mismo transporte), proyectado en pruebas de aptitud por dos diferentes Lanzadores.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 30

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

CONCLUSIONES

•Los aditivos adicionados al shotcrete ayudan a elevar su resistencia en un menor lapso de tiempo.

•Se deben realizar controles periódicos del rebote, ya que el mismo varía con cada operador.

•La resistencia a la flexión no debe ser menor a 4 Mpa. Si es mayor es mejor.

•El promedio de rebote en el shotcrete de vía seca es del 25% por m3, y por vía húmeda es menor a 10% por m3.

•El Shotcrete reforzado con fibras ofrece muchas ventajas en comparación al Shotcrete convencional, por ejemplo: lo hace más dúctil, controla las fisuras, tiene una aplicación mucho más rápida y fácil, es más durable, eficaz y rentable.

•Aplicado el Shotcrete sobre una superficie rocosa es obligado a introducirse en las fisuras y en las juntas abiertas, de este modo se hace cargo de la mismafunción de unión que tiene el mortero en un muro de piedra. Aun cuando se aplique en forma de capa fina, cuenta con una considerable capacidad para impedir el desprendimiento de rocas.

•Para que haya una menor variabilidad en los resultados de la prueba se recomienda que el Shotcrete sea lanzado sobre los paneles de manera cuidadosa para no tener problemas con la desviación del espesor en las muestras.

•Hay que analizar las grietas que se producen en el ensayo ya que de ellas dependen si existirá una baja o alta variabilidad en el comportamiento logrado de la tenacidad a la flexión.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 31

SOSTENIMIENTO CON SHOTCRETE-TUNELES Y MOVIMIENTO DE MATERIALES

INGENIERIADE

MINAS

RECOMENDACIONES

•Al inicio de cada proyecto en los que se considera el uso de concreto lanzado (shotcrete) se recomienda definir los requisitos de servicio de la estructura a construir. Estos requisitos permitirán al constructor evaluar diferentes alternativas de shotecrete con fibras metálicas y seleccionar la mejor opción.

•Antes de aceptar como válidos los resultados de los ensayos tanto de paneles circulares como de vigas prismáticas, se recomienda verificar su correspondencia con lo esperado como resultados por las normas marco de estos ensayos así como la similitud de estos datos experimentales con lo obtenido por otros laboratorios sobre muestras similares. Si los resultados obtenidos no cumplen con lo anterior, deben replantearse los ensayos ya que el análisis posterior descansa sobre los valores experimentales.

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA Página 32


Top Related