1. DERIVACIÓN HUASCACOCHA – RÍMAC
1.4. CANAL DE CONDUCCIÓN
1.4.3. OTROS
1.4.3.9. CONCRETO LANZADO F`C = 280 KG/CM2 (SHOTCRETE SIMPLE)
DESCRIPCIÓN DE LA PARTIDA.
Estas especificaciones se refieren al lanzado de concreto de cemento Portland (Shotcrete), que se utilizará para el revestimiento del talud de roca fracturada dándole estabilidad al talud, los planos de diseño. Para tal fin, El CONCESIONARIO (EPASA) ejecutará todo el trabajo, suministrará el equipo y herramientas necesarios para fabricar, transportar, colocar y ensayar todo el concreto lanzado de Cemento Portland, de conformidad con estas especificaciones y los planos respectivos.
Los espesores y las geometrías del revestimiento de concreto lanzado deberán atender los diseños del proyecto.
Las normas listadas a continuación forman parte de estas Especificaciones, como extensión de las referencias en que sean citadas.
ACI-214 Práctica recomendada para evaluación de ensayos a la compresión en probetas de concreto.
ACI-506R-90 Guía del Shotcrete
ACI-5061R Estado del arte en Shotcrete reforzado con fibras de acero
ACI-5062R Especificaciones para materiales, proporción de mezcla y aplicación del Shotcrete.
ACI-5063R Guía para la certificación de los operadores del shotcrete. ASTM-A820 Especificaciones para las fibras de acero
ASTM-C94 Especificaciones estándar para la preparación del concreto
ASTM-C192 Métodos para la preparación y aireado del concreto y de las probetas en laboratorio
ASTM-C1116 Especificaciones para el Concreto reforzado con fibra de acero
Asimismo, en algunos casos se pueden mencionar otras normas del ACI o del ASTM para determinados temas.
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El shotcrete, se aplicará mediante proceso húmedo, siguiendo las normas ASTM C1116-89, ACI 506.2-77, ACI506.1R-84 y ACI506-85 y según lo indicado en los planos en el presente documento u órdenes de la Supervisión.
El CONCESIONARIO (EPASA), dosificará el concreto lanzado de modo que la resistencia mínima a la compresión a los 28 días no será menor de 280 kg/cm2. Este límite podrá ser modificado, previa aprobación del Supervisor en base a las resistencias obtenidas en el sitio.
El CONCESIONARIO (EPASA), tendrá que someter a la aprobación previa del Supervisor la mezcla prevista para el concreto lanzado a objeto de permitir la ejecución de ensayos y pruebas.
La calidad de las mezclas será ensayada por el Supervisor para la aprobación de la dosificación definitiva a ser usada en obra.
Los procedimientos usados para colocar el concreto lanzado, deberán ser tales que cumplan con los requerimientos de estas especificaciones.
El espesor, el método de soporte, la presión del aire y/o contenido de agua del concreto lanzado deberán ser controlados para evitar hundimientos o derrumbes. Un suministro de aire seco, limpio y adecuado para mantener la velocidad de la boquilla, es necesario para todas las partes del trabajo, y si es requerido, para operación simultánea de una tubería para limpieza del rebote.
El shotcrete se aplicará en una o más capas, hasta alcanzar el espesor total especificados en los planos, y su aplicación en los lugares previstos o donde así lo indique la Supervisión.
La superficie fresca del concreto proyectado a la cual, después de endurecerse se le agregarán capas adicionales, deberá ser escarificada antes de la aplicación de la siguiente capa.
No se emplearán las mezclas cuando hayan transcurrido más de 50 minutos después de su preparación.
Se permitirán irregularidades con poca curvatura, debiendo sin embargo cubrirse las rugosidades locales y los ángulos reentrantes, según sea requerido, a fin de proporcionar un perfil suave.
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La colocación de cada capa de concreto lanzado deberá ser seguida sistemáticamente por un martilleo hecho por la Supervisión para detectar vacíos, las áreas donde se detectan vacíos deberán ser reemplazadas. El concreto lanzado que carece de uniformidad, que muestra segregación colmenas o laminaciones o que contiene algún resane seco, escoria, vacíos o bolsas de arena, deberá ser picado, removido o reemplazado como sea ordenado por el Supervisor.
Una vez realizadas las pruebas, el shotcrete, después de su aplicación, no será tocado paleteado, suavizado o trabajado de ninguna forma, a menos que se disponga o autorice de otra manera.
Las operaciones de concreto lanzado deberán ser realizados por trabajadores experimentados, de tal forma que el rebote sea minimizado. El rebote o material desperdiciado previamente, no deberá recuperarse para reciclar en la mezcla del concreto proyectado. Un acabado natural de pistola deberá ser provisto a menos que se ordene de otra manera.
En la dosificación del concreto lanzado se ha previsto la utilización de Fibras de Acero, criterio tomado con carácter de orden técnico.
El concreto lanzado deberá ser curado de conformidad con las Normas ACI-305R y ACI-306-1, excepto que el período de curado deberá ser de 3 días para el concreto lanzado utilizando aditivo acelerador. Se puede hacer uso de curador de membrana. El curado natural podría ser permitido cuando sea aprobado y si las condiciones atmosféricas son satisfactorias, tales como cuando la humedad relativa es constante o arriba de 85%. El concreto lanzado deberá estar protegido de daños debido a las operaciones de construcción hasta la aceptación final. Durante el período de curado el concreto lanzado deberá estar protegido de daños por las perturbaciones, tales como esfuerzos de cargas, golpes pesados y vibración excesiva.
MATERIALES.
Cemento
El cemento a utilizarse será el Portland Tipo I indicado en los planos, que cumpla con la Norma ASTM C150. Este cemento se presentará en bolsas de 42.5 Kg, permitiéndose una variación de 1% del peso indicado. También se podrá usar cemento a granel para el cual debe contarse con un almacenamiento adecuado para que no se produzcan cambios en su composición y características físicas.
94-072 EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO DERIVACIÓN HUASCACOCHA-RIMAC 113 Agregados
Deberán cumplir con las especificaciones para agregados de concreto, Norma ASTM C33. La supervisión junto con El CONCESIONARIO (EPASA) verificará con una frecuencia de 100 m3 el agregado utilizado con la granulometría respectiva, verificando los límites mínimos y máximos de porcentajes óptimos de cada uno de las mallas conforme al análisis granulométrico.
El agregado a utilizarse según recomendaciones del comité 506 del ACI, deberá estar dentro del siguiente rango:
Los agregados deberán ser limpios, silicosos, resistentes a la abrasión, lustrosos, libres de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas suaves y escamosas, esquistos, pizarras, álcalis y materias orgánicas.
El CONCESIONARIO (EPASA) en coordinación con la supervisión deberá extraer una muestra representativa de la cantera en forma mensual. La muestra no será menor a 250 Kg; debiéndose someter dicha muestra a ensayos de calidad de agregados, determinando el análisis granulométrico, peso específico, contenido de humedad, contenido de absorción.
El laboratorio será de prestigio reconocido, siendo éste un requisito indispensable para la aprobación del uso del agregado.
Diámetro Nº 1 Nº 2 Nº 3 % Que pasa 3/4‖ 1/2‖ 3/8‖ Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50. Nº 100 ---- ---- 100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10 ---- 100 90-100 70-85 50-70 35-55 20-35 8-20 2-10 100 80-95 70-90 50-70 35-55 20-40 10-30 5-17 2-10
94-072 EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO DERIVACIÓN HUASCACOCHA-RIMAC 114 Agua
El agua a emplearse en la preparación del concreto lanzado debe ser potable, fresca y limpia de sustancias perjudiciales como aceites, ácidos, álcalis, sales minerales, materias orgánicas, partículas de humus, fibras vegetales, etc. La muestra será tomada del circuito que abastece a la mina.
Aditivos
Conforme a la aplicación del shotcrete por vía húmeda será indispensable el uso de aditivos que cuenten con una calidad reconocida y comprobada. Los aditivos usados en la mezcla corresponderán a:
a) Acelerantes
Líquidos libres de álcalis, los cuales tienen la propiedad de desarrollar buenas resistencias iníciales sin disminuir las resistencias finales; asimismo, produce poco polvo y mejora el ambiente de trabajo. Al ser libre de álcalis no daña la salud de los operarios.
b) Plastificantes y súper plastificantes
Son aditivos reductores de agua los cuales tienen la función de mejorar la trabajabilidad del concreto y su capacidad de cohesión en el estado plástico. Pueden provocar un aumento significativo del asentamiento con la misma relación agua/cemento, o bien, dicha relación puede reducirse para alcanzar el mismo asentamiento que se obtendría para una mezcla carente del reductor de agua.
DISEÑO DEL CONCRETO ROCIADO (SHOTCRETE)
El concreto rociado tendrá una resistencia a la compresión correspondiente a lo indicado en la Norma ASTM C39, de 1-3 Mpa a las 1 a 3 horas, 5 Mpa a las 8 horas 20 Mpa a los 7 días y de 25 Mpa a los 28 días.
En general, los componentes correspondientes a la mezcla para el concreto estarán comprendidos en las siguientes proporciones:
Contenido de cemento (Kg/m3) : 400 – 450
94-072 EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO DERIVACIÓN HUASCACOCHA-RIMAC 115 Relación Agua/cemento : 0.35 – 0.45
El fraguado del shotcrete debe cumplir con los siguientes límites:
Tiempo de fraguado inicial : 1-3 minutos
Tiempo de fraguado final : 3-30 minutos
Si se utilizarán acelerante de fragua, la proporción de estos estará comprendida entre los límites recomendados por el fabricante, no debiendo exceder en un 3% (en peso) del contenido total de cemento, a menos que se pueda garantizar que la resistencia a los cinco años no será significativamente afectada. Se recomienda excluir el cloruro de calcio como aditivo cuando se utilice las fibras de acero. Se empleará una cantidad mínima de aditivos a fin de obtener una suficiente resistencia inicial, apropiada para las condiciones requeridas.
En cualquier momento, durante el avance de las obras, se podrá dar instrucciones a fin de variar la proporción de los componentes de la mezcla del shotcrete, u ordenar la ejecución de ensayos posteriores a fin de garantizar que se mantengan las densidades adecuadas y las altas resistencias iníciales.
ENSAYOS PREVIOS A LOS TRABAJOS DEL CONCRETO ROCIADO (SHOTCRETE)
Con una anticipación mínima de 15 días calendario, a la aplicación del shotcrete y con la presencia del Supervisor se llevará a cabo los siguientes ensayos:
Construcción de paneles de ensayo, referido a los ensayos de control de calidad para cada diseño de mezcla y para cada posición requerida en las obras.
Perforación y extracción de núcleos provenientes de dichos paneles, debiéndose ensayar 3 núcleos provenientes de dichos paneles, para la resistencia específica requerida.
El promedio de los 3 resultados ensayados no será inferior a las resistencias especificadas en el ítem anterior, referido al diseño de shotcrete, y el valor de cada núcleo ensayado estará comprendido dentro del 20% del valor promedio.
Realización de suficiente cantidad de ensayos a fin de comprobar la idoneidad del shotcrete para satisfacer los requisitos relativos a:
94-072 EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO DERIVACIÓN HUASCACOCHA-RIMAC 116 Índice de tenacidad.
Los ensayos de índice de tenacidad deberán satisfacer las siguientes condiciones: Norma ASTM C1019-89
I5= 3S
I10= 6S
I30= 15.5 s, en casos de importancia I50= 25.5S.
Donde S es la deformación a la primera fisura
Para verificar la calidad del shotcrete los valores de los índices de Tenacidad deben superar los valores: I5>3 I10>6 I30>18 I50>25 Razón de Tenacidad R30/10>60 Donde: R30/10=5(I30-I10)
Así mismo se verificará el coeficiente de tenacidad asumido en el diseño: Re=100Fe/Fμ
Donde:
Fe=Resistencia a la flexión equivalente definido para la deformación igual o mayor a 1/150 de la luz de cálculo.
Fμ= Módulo de ruptura
Para verificar se ensayan vigas de 150 x 150 x 450 mm. Y placas de 600 x 600 x 100 mm con muestras de concreto lanzado.
Tiempo de fragua.
Dicho ensayo deberá ser concordante con las Normas ASTM 642 y ASTM C1018-19
Luego de efectuadas dichas pruebas, se entregará al Supervisor el diseño de mezclas para la aprobación correspondiente.
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EQUIPOS.
El equipo para la aplicación de concreto lanzado será evaluado previamente por la Supervisión. Todo el equipo empleado para el batido y mezclado de los materiales y para la aplicación del shotcrete estará en óptimo estado operativo. La pistola de aplicación y los equipos auxiliares serán de adecuada capacidad para los volúmenes a ser aplicados. Por lo menos la planta tendrá una producción de 3m3/hora. El equipo será capaz de manipular y de aplicar un agregado de tamaño máximo de 6mm. Se dispondrá permanentemente de una pistola y equipo auxiliar de reserva.
No se permitirá la dosificación manual de los aditivos. El equipo para la dosificación de los aditivos deberá ser ajustable para diferentes cantidades y capaz de suministrar un flujo uniformemente mezclado con los otros ingredientes del a mezcla. El equipo será también capaz de suministrar el aditivo a fin de garantizar la proporción de dosificación aprobada con una precisión de 5%.
El área de trabajo estará muy bien iluminada con una intensidad mínima de 100 lux. No se aceptará lámparas de batería sujeta a los cascos de seguridad. La contaminación debida al polvo será minimizada mediante pre humedecimiento de los materiales, ventilación adicional y rociada de agua. Se proporcionará vestuario y máscaras de protección contra el polvo para todo el personal que trabaje en el shotcrete.
Si en algún momento se considera que las condiciones ambientales del área donde se aplica el shotcrete presentan peligro para la salud del personal o para la calidad de los trabajos terminados, por exceso de polvo o deficiencia de ventilación o iluminación u otro motivo, el Supervisor puede ordenar la suspensión de las obras de shotcrete hasta que se haya tomado medidas que subsanen las observaciones en el área afectada.
BATIDO DE MEZCLA.
Los materiales se medirán por peso y el cemento no será añadido antes de una hora y media previa a la aplicación del shotcrete. Toda mezcla no usada hasta 90 minutos después de ser añadido el cemento, será eliminada.
Los sistemas de alimentación de todos los materiales estarán interconectados de tal forma que se mantengan las proporciones correctas independientemente de la velocidad de suministro de los
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materiales; en el caso que alguno de los suministros se detuviera, la totalidad de la planta también se detendrá.
Los equipos de batido y mezclado se lavarán y limpiarán por lo menos una vez por turno de trabajo, a fin de prevenir la acumulación de materiales endurecidos.
PREPARACIÓN DE SUPERFICIES.
Previamente a la aplicación del shotcrete, se efectuará una verificación de los perfiles de las secciones transversales correspondientes a las banquetas del espesador, sobre las cuales se aplicará el shotcrete, las cuales deberán ser rasqueteadas eliminando todo material suelto o inestable, limpiando el área con una mezcla de agua y de aire aplicados a una presión de 5 bares para extraer todo residuo de polvo que impediría una buena adherencia del concreto.
En caso exista filtración de agua subterránea que humedezca demasiado la superficie para realizar una aplicación normal del shotcrete, la superficie será tratada calafateando adecuadamente la fuentes de filtración o eliminando el agua del área por tuberías o de otra manera aprobada, de tal manera que el shotcrete no sea afectado por la percolación del agua, por la presión hidrostática o por la erosión.
Todas las superficies que vayan a recibir shotcrete, estarán humedecidas, pero libres de toda suciedad, petróleo, material de rebote u otro material suelto.
Si el shotcrete se va a colocar sobre una capa previa, ésta deberá primero alcanzar su fragua inicial, debiendo ser seguidamente limpiada de todo material de rebote o cualquier otro material suelto.
APLICACIÓN DEL CONCRETO ROCIADO (SHOTCRETE) (SHOTCRETE)
El shotcrete no se aplicará en ninguna superficie sin previa aprobación de la Supervisión, salvo por razones de seguridad en los trabajos en los que se deba aplicar el shotcrete en forma urgente, lo cual será puesto inmediatamente en conocimiento del Supervisor.
El shotcrete se aplicará de acuerdo con las prácticas señaladas en las Especificaciones ACI- 506r-90 Guía para el shotcrete. La distancia óptima entre la boquilla y la superficie de roca que se desea recubrir será de 1.0 a 1.2 m. A mayor o menor distancia se incrementará el rebote. El rebote máximo aceptado para una mezcla de shotcrete por vía húmeda será de 10%.
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Se debe seguir un trazo controlado mientras se proyecta el concreto; en forma de espiral. Si no se mantiene este movimiento, el concreto lanzado tendrá compactaciones y espesores desiguales. Solo se empleará operarios calificados, con experiencia en trabajos de shotcrete, para lo cual se podrá requerir previamente pruebas de suficiencia.
No debe haber inclusiones de rebotes en los trabajos terminados, ni áreas huecas; en todo caso se debe tener una buena adherencia a la roca y una superficie terminada razonablemente suave. No será aprovechado de ninguna forma el material de rebote, más bien será retirado hacia el área de deposición de escombros. Las pérdidas por rebote se mantendrán a un nivel mínimo, de lo contrario se revisará y modificará el diseño de mezclas para lograr este objetivo.
El espesor de la capa de diseño se controlará mediante clavos indicadores sujetos a la superficie de la roca o al refuerzo, o por otras medidas aprobadas.
En general, el espesor mínimo de shotcrete colocado en una capa será de 40mm y el máximo espesor será de 70mm.
Previamente a la aplicación de una nueva capa, el trabajo existente será verificado a fin de determinar áreas huecas o no adheridas, las que serán cortadas y reemplazadas a satisfacción del Supervisor.
El curado del shotcrete debe comenzar a las pocas horas de haberse instalado y se debe mantener con abundante riego de agua por lo menos durante 10 días por un tiempo promedio de 30 minutos/día, o mediante la utilización de curador de membrana.
De ser necesario, un día después de aplicado el shotcrete, se perforará taladros de alivio de presión cuyo espaciamiento será a razón de 1 taladro hueco por cada 4m2.
Cada 20 m3 de shotcrete aplicado se extraerán muestras de campo en cajonetas de 60cm x 60cm x10cm., con un chaflán de 45º con el objetivo de extraer testigos cilíndricos o cúbicos, para proceder a los ensayos de compresión uniaxial, flexotracción y tenacidad, este último en un laboratorio de prestigio cada 50 m3 de concreto proyectado.
De no alcanzar las resistencias a la compresión especificadas, El CONCESIONARIO (EPASA) deberá proceder al retiro de la zona de concreto lanzado de baja calidad.
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El costo de todas las pruebas y el costo de retiro y reconstrucción o cualquier otro gasto que se origine es responsabilidad de El CONCESIONARIO (EPASA) .
CERTIFICADO DE AVANCE DE OBRA (CAO)
La medición para el concreto lanzado, se realizará por m2 de superficie recubierta del espesor definido. Para ello El CONCESIONARIO (EPASA) en coordinación con la supervisión realizará la medición.
El CONCESIONARIO (EPASA) deberá instalar dispositivos de control a fin de corroborar el espesor de concreto. Estos dispositivos, llamados calibradores, son tacos de madera de diámetro 19mm y altura conforme al espesor recomendado y estarán instalados con una densidad de uno por m2. De no contar con estos dispositivos de control no se cuantificara el área circundante de concreto lanzado.
Si el shotcrete verifica problemas de craquelamiento a consecuencia de un curado incorrecto o falta de éste, El CONCESIONARIO (EPASA) descostrará el área implicada de shotcrete, reponiéndola y no procediéndose a la cuantificación del área donde se presentó la imperfección.
La medición se efectuará de acuerdo a los unitarios indicados el cual será aceptado como avance real de obra de acuerdo a las presentes especificaciones y la debida aprobación de la Supervisión.