manual shotcrete

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Primera Edición

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Primera Edición

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Créditos

SHOTCRETE - GUÍA CHILENA DEL HORMIGÓN PROYECTADO

Preparado por

Sergio García Guzmán Sergio García Guzmán

Publicado por

Instituto del Cemento y del Hormigón de Instituto del Cemento y del Hormigón de ChileChile

Revisión Técnica

Grupo de Colaboradores Grupo de Colaboradores

Imágenes Portada

Gentileza: AtlasCopco y EPC Barchip Gentileza: AtlasCopco y EPC Barchip

Gestión y Producción

Sebastián García Morales Sebastián García Morales

Imágenes

Christian Manzano y Luis Rojas Christian Manzano y Luis Rojas

Registro de Propiedad Intelectual

244981 244981

Colaboradores del ICH:

Rodrigo Caballero Rivera Rodrigo Caballero Rivera Harmut Claussen Steuer Harmut Claussen Steuer Ismael Anabalón Retes Ismael Anabalón Retes Alexandre R. A. Gomes Alexandre R. A. Gomes Bernardo Vicencio Escobar Bernardo Vicencio Escobar Carlos Muñoz Vargas Carlos Muñoz Vargas Eleodoro Higuera Jara Eleodoro Higuera Jara Daniel Parra Lobos Daniel Parra Lobos

Gian Franco Compagnoni Gian Franco Compagnoni

Colaboradores Vicepresidencia de Proyectos de CODELCO:

Heily Glaves Cisternas Heily Glaves Cisternas Pedro Araya Opazo Pedro Araya Opazo Cristian Araya Cisternas Cristian Araya Cisternas

Aportes Extranjeros a esta Guía:

Stefan Bernard, Australia Stefan Bernard, Australia Marc Jolin, Canadá Marc Jolin, Canadá

Matthias Reinhold, Inglaterra Matthias Reinhold, Inglaterra Volker Wetzig, Suiza

Volker Wetzig, Suiza

E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] www.ich.cl www.ich.cl

w

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Prólogo

Esta Guía contiene recomendaciones técnicas de carácter Esta Guía contiene recomendaciones técnicas de carácter práctico para aplicaciones de hormigón proyectado en práctico para aplicaciones de hormigón proyectado en obras civiles y minería. Corresponde a una adaptación de la obras civiles y minería. Corresponde a una adaptación de la guía “Shotcrete in Australia – Recommended Practice. 2ed.” y guía “Shotcrete in Australia – Recommended Practice. 2ed.” y ha sido complementada con antecedentes de fuentes europeas ha sido complementada con antecedentes de fuentes europeas como EFNARC y la Guía Austriaca del Shotcrete, además de como EFNARC y la Guía Austriaca del Shotcrete, además de incorporar un importante cúmulo de conocimientos y experiencias incorporar un importante cúmulo de conocimientos y experiencias de la práctica nacional en

de la práctica nacional en construcción con hormigón proyectado.construcción con hormigón proyectado. La preparación de esta guía no hubiese sido posible sin la La preparación de esta guía no hubiese sido posible sin la valiosa participación de

valiosa participación de numerosos colaboradores técnicos,numerosos colaboradores técnicos, quienes nos han aportado su experiencia tanto en los cursos quienes nos han aportado su experiencia tanto en los cursos que el ICH ha dictado a más de 300 profesionale

que el ICH ha dictado a más de 300 profesionales en los últimoss en los últimos dos años y son también en

dos años y son también en la preparación y revisión del borradorla preparación y revisión del borrador original. Este trabajo ha sido coordinado por el Ingeniero original. Este trabajo ha sido coordinado por el Ingeniero Sergio García, quien ha liderado el desarrollo, que como Sergio García, quien ha liderado el desarrollo, que como Institución hemos realizado en temas ligados a la

Institución hemos realizado en temas ligados a la especificación,especificación, capacitación y certificación en

capacitación y certiﬁcación en hormigón proyectado.hormigón proyectado. Tam

También debemos destacar los bién debemos destacar los aportes y recomendacionesaportes y recomendaciones de los expertos

de los expertos internacionales en internacionales en Shotcrete Shotcrete quienes nosquienes nos han visitado desde la realización de Expo-Hormigón de han visitado desde la realización de Expo-Hormigón de 2013 en adelante, Stefan Bernard, Marc Jolin, Volker 2013 en adelante, Stefan Bernard, Marc Jolin, Volker Wetzig y Matthias Reinhold.

Wetzig y Matthias Reinhold.

Una mención especial merece el trabajo que

Una mención especial merece el trabajo que hemos podidohemos podido realizar en conjunto con el área de calidad de la Vicepresidencia realizar en conjunto con el área de calidad de la Vicepresidencia de Proyectos de Codelco y con sus profesionales, quienes de Proyectos de Codelco y con sus profesionales, quienes nos han abierto la puerta de sus proyectos para realizar un nos han abierto la puerta de sus proyectos para realizar un trabajo de mejora de calidad y seguridad en las obras de trabajo de mejora de calidad y seguridad en las obras de hormigón proyectado y cuyas conclusiones se han vertido hormigón proyectado y cuyas conclusiones se han vertido en esta guía.

en esta guía.

Esperamos que este esfuerzo sea útil para

Esperamos que este esfuerzo sea útil para todos los profesionalestodos los profesionales y empresas que están

y empresas que están abordando proyectos que incluyen elabordando proyectos que incluyen el uso de hormigón proyectado. Esta primera edición de la guía uso de hormigón proyectado. Esta primera edición de la guía esperamos que sea seguida de nuevas versiones mejoradas esperamos que sea seguida de nuevas versiones mejoradas y expandidas, con el aporte de todos sus usuarios y con las y expandidas, con el aporte de todos sus usuarios y con las nuevas experiencias que vayamos acumulando en el uso nuevas experiencias que vayamos acumulando en el uso del hormigón proyectado en nuestro país.

del hormigón proyectado en nuestro país. Augusto Holmberg F.

Augusto Holmberg F.

Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile Santiago – Septiembre 2014 Santiago – Septiembre 2014 ATLASCOPCO ATLASCOPCO BASF BASF BEKA BEKA BEKAERT BEKAERT EPC EPC GRACE GRACE LEIS LEIS LIEMUN LIEMUN MSA MSA SIKA SIKA ROBOCON ROBOCON

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ÍNDICE

CAPÍTULO 1:

GENERALIDADES...

...

Alcances... Alcances... Deﬁniciones... Deﬁniciones...

Tipos

Tipos de de hormigón hormigón proyectado...proyectado... Usos

Usos del del hormigón hormigón proyectado...proyectado... Historia... Historia...

CAPÍTULO 2:

CONSIDERA

CIONES DE

DISEÑO

...

Consideraciones de diseño para estructuras de hormigón proyectado... Consideraciones de diseño para estructuras de hormigón proyectado... Consideraciones

Consideraciones de de diseño diseño para para el el refuerzo...refuerzo... Consideraciones

Consideraciones de de diseño diseño para para aplicaciones aplicaciones en en obras obras civiles civiles subterráneas...subterráneas... Consideraciones

Consideraciones de de diseño diseño para para la la minería...minería...

CAPÍTULO 3:

PROPIEDAD

ES DEL

HORMIGÓN PROYECT

ADO -

SHOT

CRETE...

Docilidad... Docilidad... Resistencia

Resistencia a a la la compresión...compresión... Resistencia

Resistencia temprana...temprana... Resistencia

Resistencia a a la la ﬂexión...ﬂexión... Tenacidad... Tenacidad... Densidad... Densidad...

Módulo

Módulo de de elasticidad...elasticidad... Contracción

Contracción por por secado...secado... Fluencia

Fluencia lenta lenta (Creep)...(Creep)... Coeﬁciente

Coeﬁciente de de expansión expansión térmica...térmica... Durabilidad... Durabilidad...

Unión

Unión al al sustrato...sustrato...

CAPÍTULO 4:

MA

TERIALES

CONSTITUY

ENTES...

Cemento... Cemento... Materiales

Materiales ﬁnos ﬁnos complementarios...complementarios... Áridos... Áridos...

Agua

Agua de de mezclado...mezclado... Aditivos

Aditivos químicos...químicos... Fibras

Fibras de de refuerzo...refuerzo... Mallas

Mallas o o baras baras de de acero...acero...

CAPÍTULO 5: DISEÑO DE LA

MEZCLA...

Generalidades... Generalidades... Hormigón

Hormigón proyectado proyectado por por vía vía húmeda...húmeda... Hormigón

Hormigón proyectado proyectado por por vía vía seca...seca... Diseño

Diseño de de mezcla mezcla para para piscinas...piscinas... Mezclas

Mezclas especiales...especiales... Curvas

Curvas granulométricas granulométricas del del árido árido combinado...combinado... Solución

Solución de de problemas problemas en en el el diseño diseño de de mezclas...mezclas...

CAPÍTULO 6:

MAQUINARIA Y EQUIPOS PARA SHOTCRETE

...

Generalidades... Generalidades... Equipo

Equipo para para mezcla mezcla seca...seca... Equipo

Equipo para para mezcla mezcla húmeda...húmeda... Equipos

Equipos auxiliares...auxiliares...

11

11 11 11 11 13 13 14 14 18 18

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21 21 23 23 24 24 26 26

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29 29 29 29 30 30 30 30 31 31 31 31 31 31 32 32 32 32 32 32 32 32 33 33

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CAPÍTULO 7: DOSIFICACIÓN Y

MEZCLADO

...

Dosificación de shotcrete vía húmeda... Dosificación de shotcrete vía húmeda... Dosificación

Dosiﬁcación de de shotcrete shotcrete vía vía seca...seca... Regularidad

Regularidad de de la la mezcla...mezcla...

CAPÍTULO 8:

DESP

ACHO

...

Generalidades... Generalidades... Agitador

Agitador sobre sobre camión...camión... Descargas

Descargas verticales...verticales... Bombeo... Bombeo...

CAPÍTULO 9:

APLICACIÓN DEL

HORMIGÓN PROYECT

ADO...

Generalidades... Generalidades... Servicios... Servicios...

Formación

Formación y y entrenamiento...entrenamiento... Seguridad... Seguridad...

Shotcrete

Shotcrete manual...manual... Secuencias

Secuencias en en la la proyección proyección de de hormigón...hormigón... Hormigón

Hormigón proyectado proyectado robotizado robotizado (mecanizado)...(mecanizado)...

CAPÍTULO 10:

REQUISIT

OS DE

DESEMPEÑO

...

Control de calidad – Q&A... Control de calidad – Q&A... Ensayos

Ensayos pre-construcción...pre-construcción... Frecuencia

Frecuencia de de ensayo ensayo y y pruebas...pruebas... Sistemas

Sistemas de de calidad...calidad... Alcances

Alcances de de la la norma norma ISO ISO 9001...9001...

CAPÍTULO 11:

MÉTODO

S

DE

ENSA

YO

...

Introducción... Introducción... Métodos

Métodos par par a a la la medición medición del del hormigón hormigón fresco...fresco... Métodos

Métodos para para la la medición medición de de la la resistencia resistencia temprana...temprana... Métodos

Métodos para para la la medición medición de de la la resistencia resistencia en en hormigón hormigón endurecido...endurecido... Otros

Otros ensayos ensayos y y mediciones...mediciones...

CAPÍTULO 12: CLASES

DE RESISTENCIA TEMPRANA DEL

HORMIGÓN PROY

ECT

ADO...

Clases de hormigón proyectado... Clases de hormigón proyectado... Clases

Clases de de resistencia resistencia temprana...temprana...

CAPÍTULO 13: SALUD Y SEGURIDAD

...

Generalidades... Generalidades... Equipo

Equipo de de protección protección personal personal (EPP)...(EPP)... Aspectos

Aspectos especíﬁcos especíﬁcos del del operador operador y y la la faena...faena...

CAPÍTULO 14:

ACI 506

Y LA

EVALU

ACIÓN DEL GR

ADO DE TESTIG

OS

...

Generalidades... Generalidades... As

Asegegururamamieientnto o de de la la calcalididadad... Caliﬁcación

Caliﬁcación del del Hormigón Hormigón ProyectadoProyectado...

CAPÍTULO 15:

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA

...

Referencias... Referencias... Bibliografía... Bibliografía...

ANEXOS

...

Anexo A: Pruebas de compatibilidad de materiales constituyentes del shotcrete... Anexo A: Pruebas de compatibilidad de materiales constituyentes del shotcrete... Anexo

Anexo B: B: Ejemplo Ejemplo de de Plan Plan de de Inspección Inspección y y Calidad Calidad sugerido sugerido para para Túneles Túneles Mineros...Mineros...

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57 57 58 58 58 58

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E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] www.ich.cl www.ich.cl

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1.1 Alcances

Esta guía ofrece una descripción de la tecnología y las mejores Esta guía ofrece una descripción de la tecnología y las mejores prácticas para el proceso del

prácticas para el proceso del Hormigón Proyectado (Shotcrete),Hormigón Proyectado (Shotcrete), materiales, especiﬁcaciones, equipamiento y ensayos. Así materiales, especiﬁcaciones, equipamiento y ensayos. Así mismo, sugiere aquellos temas que deben ser examinados mismo, sugiere aquellos temas que deben ser examinados con detenimiento en relación al diseño estructural y de mezcla, con detenimiento en relación al diseño estructural y de mezcla, sin pretender ser una guía detallada en estos tópicos. sin pretender ser una guía detallada en estos tópicos. Si bien esta guía ofrece una visión general de los procesos Si bien esta guía ofrece una visión general de los procesos que participan en la proyección del hormigón y en los que participan en la proyección del hormigón y en los requisitos que se requieren para alcanzar un desempeño requisitos que se requieren para alcanzar un desempeño determinado, no reemplaza la necesidad y opinión de un determinado, no reemplaza la necesidad y opinión de un especialista en los campos particulares que se discutirán en especialista en los campos particulares que se discutirán en esta guía.

esta guía.

En relación a las técnicas de proyección, existe en este

En relación a las técnicas de proyección, existe en este documentodocumento un mayor énfasis en las técnicas vía robotizada con mezclas un mayor énfasis en las técnicas vía robotizada con mezclas húmedas por sobre la aplicación por vía

húmedas por sobre la aplicación por vía manual (origen delmanual (origen del Shotcrete). No se ha tenido la intención de pasar por Shotcrete). No se ha tenido la intención de pasar por alto elalto el hormigón proyectado por vía seca, método que posee su hormigón proyectado por vía seca, método que posee su propio conjunto de ventajas en

propio conjunto de ventajas en algunas situaciones particulares.algunas situaciones particulares. Sin embargo, debido a las desventajas de este método en la Sin embargo, debido a las desventajas de este método en la construcción subterránea, la aplicación de mezcla húmeda construcción subterránea, la aplicación de mezcla húmeda robotizada se efectúa cada vez con más frecuencia para el robotizada se efectúa cada vez con más frecuencia para el soporte de rocas y siendo este tipo de aplicaciones las que soporte de rocas y siendo este tipo de aplicaciones las que con mayor frecuencia e intensidad se realizan en nuestro con mayor frecuencia e intensidad se realizan en nuestro país es natural que tenga un tratamiento más detallado en país es natural que tenga un tratamiento más detallado en esta guía. De todas maneras, la elección del proceso más esta guía. De todas maneras, la elección del proceso más adecuado a utilizar dependerá en deﬁnitiva de

adecuado a utilizar dependerá en deﬁnitiva de la aplicaciónla aplicación particular de que se trate.

particular de que se trate. En la preparación de esta guía nos

En la preparación de esta guía nos hemos basado principalmentehemos basado principalmente en la “Recommended Practice

en la “Recommended Practice – Shotcreting – Shotcreting in Australia”in Australia”,, complement

complementada con lo que ada con lo que hemos considerado son las mejoreshemos considerado son las mejores prácticas del hormigón proyectado de la industria europea, prácticas del hormigón proyectado de la industria europea, australiana, norteamericana y también con la experiencia nacional australiana, norteamericana y también con la experiencia nacional en el tema, especialmente en aspectos que son propios de en el tema, especialmente en aspectos que son propios de nuestra realidad. Las diversas citas bibliográﬁcas dan cuenta nuestra realidad. Las diversas citas bibliográﬁcas dan cuenta de esta diversidad de fuentes.

de esta diversidad de fuentes.

1.2 Deﬁniciones

El término “Hormigón Proyectado

El término “Hormigón Proyectado” se ha adoptado en ” se ha adoptado en ChileChile para la descri

para la descripción del “Shotcrete” pción del “Shotcrete” de acuerdo con la de acuerdo con la definicióndefinición del “American Concrete Institute” (ACI), organización que lo del “American Concrete Institute” (ACI), organización que lo define como un “hormigón colocado por proyección neumática define como un “hormigón colocado por proyección neumática de alta velocidad desde

de alta velocidad desde una boquilla“ (ACI Concrete Terminologuna boquilla“ (ACI Concrete Terminology).y). Esta guía no pretende entregar una deﬁnición de todos los Esta guía no pretende entregar una deﬁnición de todos los términos usados en construcción con hormigón, sino solo términos usados en construcción con hormigón, sino solo aquellos esenciales de uso común en la literatura y frecuentes aquellos esenciales de uso común en la literatura y frecuentes en el vocabulario nacional referidos al hormigón proyectado. en el vocabulario nacional referidos al hormigón proyectado. Los términos puestos entre paréntesis corresponden al Los términos puestos entre paréntesis corresponden al término original en inglés.

término original en inglés.

Adherencia (adhesión / bond)

Adherencia (adhesión / bond) - característica que - característica que posee

posee el el hormigón hormigón proyectado proyectado de de pegarse pegarse al al sustratosustrato después de ser proyectado neumáticamente a través de después de ser proyectado neumáticamente a través de una boquilla.

una boquilla.

Aditivo (admixture)

Aditivo (admixture) - cualquier material activo agregado - cualquier material activo agregado al hormigón en pequeñas cantidades para modiﬁcar alguna al hormigón en pequeñas cantidades para modiﬁcar alguna de sus propiedades por acción física, química o física-química. de sus propiedades por acción física, química o física-química. Adiciones

Adiciones – materiales minerales finamente molidos – materiales minerales finamente molidos utilizados en el hormigón con el fin de mejorar ciertas utilizados en el hormigón con el fin de mejorar ciertas propiedades o pa

propiedades o para conferirle ra conferirle propiedades espropiedades especiales.peciales. Acelerante (accelerator)

Acelerante (accelerator) - aditivo que - aditivo que normalmente senormalmente se añade en la boquilla del hormigón proyectado con el fin añade en la boquilla del hormigón proyectado con el fin de aumentar la velocidad de hidratación del cemento, de aumentar la velocidad de hidratación del cemento, reducir la fluidez y provocar una rápida rigidización de reducir la fluidez y provocar una rápida rigidización de la mezcla.

la mezcla.

Boquilla o Pitón (nozzle / gun)

Boquilla o Pitón (nozzle / gun) – pieza ﬁnal por – pieza ﬁnal por dondedonde el shotcrete es proyectado sobre el sustrato.

el shotcrete es proyectado sobre el sustrato. Bolsa de arena (sand lens / pocket)

Bolsa de arena (sand lens / pocket) - zona interior del - zona interior del hormigón proyectado que contiene agregado ﬁno sin hormigón proyectado que contiene agregado ﬁno sin mezclar (arena),

mezclar (arena), con poca o ninguna cantidad de con poca o ninguna cantidad de cemento,cemento, resultado en un mezclado pobre.

resultado en un mezclado pobre. Capa (layer / build-up)

Capa (layer / build-up) - aumento de espesor con sucesivas - aumento de espesor con sucesivas pasadas o capas d

pasadas o capas de hormigón proe hormigón proyectado.yectado.

CAPÍTULO

1

• • • • • • • • • • • • • •

Generalidades

Capítulo 1: Generalidades Capítulo 1: Generalidades

(12)

Capa de repaso (smoothing layer)

Capa de repaso (smoothing layer) - corresponde a - corresponde a una capa fina de hormigón proyectado, aplicada una capa fina de hormigón proyectado, aplicada gene-ralmente con la intención de proporcionar una superficie ralmente con la intención de proporcionar una superficie uniforme. Se aplica sobre una capa inicial de hormigón uniforme. Se aplica sobre una capa inicial de hormigón proyectado

proyectado. T. También se ambién se conoce cconoce como “omo “capa de capa de acabadoacabado””.. Cemento

Cemento - material aglutinante hidráulico deﬁnido en - material aglutinante hidráulico deﬁnido en NCh148.

NCh148.

Cohesión (cohesion)

Cohesión (cohesion) – capacidad de los componentes – capacidad de los componentes del hormigón o mortero para mantenerse totalmente del hormigón o mortero para mantenerse totalmente mezclados de manera homogénea cuando son mezclados de manera homogénea cuando son transpor-tados, manipulados, descargados, bombeados o tados, manipulados, descargados, bombeados o proyec-tados a través de la boquilla.

tados a través de la boquilla.

Especificación por desempeño (performance based Especificación por desempeño (performance based specification)

specification) – especificación técnica en que se explicitan – especificación técnica en que se explicitan las características de funcionamiento del hormigón las características de funcionamiento del hormigón pr

proyoyectectadoado, p, por or ejejempemplo lo reresissistetencincia ma mececánánica ica a ca compompreresiósión,n, resistencia a una edad particular, resistencia a ﬂexión, resistencia a una edad particular, resistencia a ﬂexión, densidad, tenacidad, etc., sin prescribir la forma en que densidad, tenacidad, etc., sin prescribir la forma en que ésta debe alcanzarse.

ésta debe alcanzarse.

Especificación prescriptiva (prescriptive specification) Especificación prescriptiva (prescriptive specification) – especificación técnica en la cual se explicita la cantidad – especificación técnica en la cual se explicita la cantidad de alguno o todos los ingredientes del hormigón proyectado de alguno o todos los ingredientes del hormigón proyectado y

y también también el el proceso por proceso por el el cual cual se se produce produce y y se se aplicaaplica (por ejemplo: contenido de cemento por

(por ejemplo: contenido de cemento por metro cúbico).metro cúbico). Exudación (bleeding)

Exudación (bleeding) - movimiento del agua desde el - movimiento del agua desde el interior de la masa de hormigón hacia la superﬁcie como interior de la masa de hormigón hacia la superﬁcie como resultado de la separación de la fase líquida de los ingredientes resultado de la separación de la fase líquida de los ingredientes sólidos en la mezcla.

sólidos en la mezcla. Escurrimiento/despr

Escurrimiento/desprendimiento (sagging / endimiento (sagging / sloughing)sloughing) - movimiento descendente del hormigón proyectado - movimiento descendente del hormigón proyectado desde su punto de aplicación inicial.

desde su punto de aplicación inicial. Fibras (ﬁbers)

Fibras (ﬁbers) – elementos cortos y de forma alargada – elementos cortos y de forma alargada y de alta ca

y de alta capacipacidad a la tradad a la tracciócción utilin utilizadozados como rs como refueefuerzorzo.. Las ﬁbras comercialmente disponibles son las de acero, Las ﬁbras comercialmente disponibles son las de acero, polímeros de

polímeros de diversa composición diversa composición y y de de vidrio resistentevidrio resistente a los álcalis. Las ﬁbras son normalmente incorporadas en el a los álcalis. Las ﬁbras son normalmente incorporadas en el hormigón proyectado para aumentar la

hormigón proyectado para aumentar la tenacidad.tenacidad. FRS

FRS – Shotcrete Reforzado con Fibra (por sus siglas en inglés) – Shotcrete Reforzado con Fibra (por sus siglas en inglés) Gunita (gunite)

Gunita (gunite) – nombre original perteneciente a la – nombre original perteneciente a la compañía “Cement Gun Company” usado en 1907 en compañía “Cement Gun Company” usado en 1907 en EE.UU. para referirse al primer mortero que se proyectó EE.UU. para referirse al primer mortero que se proyectó neumáticamen

neumáticamente. Este mortero contenía agregado ﬁno te. Este mortero contenía agregado ﬁno yy un alto porcentaje de cemento. El término Gunita no se un alto porcentaje de cemento. El término Gunita no se utiliza generalmente en Chile.

utiliza generalmente en Chile.

Hormigón proyectado por vía seca (dry-mix shotcrete) Hormigón proyectado por vía seca (dry-mix shotcrete) - hormigón proyectado en que los componentes se - hormigón proyectado en que los componentes se transportan en estado “seco” mediante aire comprimido y transportan en estado “seco” mediante aire comprimido y donde el agua de hidratación es introducida en la boquilla donde el agua de hidratación es introducida en la boquilla junto con

junto con el acelerante. El el acelerante. El material se material se mezcla al mezcla al interiorinterior

de ésta y durante su proyección sobre el sustrato. La de ésta y durante su proyección sobre el sustrato. La proyección se realiza mediante aire comprimido a proyección se realiza mediante aire comprimido a altaalta

velocidad. velocidad.

Hormigón proyectado por vía húmeda (wet-mix Hormigón proyectado por vía húmeda (wet-mix shotcrete)

shotcrete) - hormigón proyectado en que los componentes - hormigón proyectado en que los componentes se transportan en un estado húmedo por la línea de se transportan en un estado húmedo por la línea de hormigón hasta la boquilla, en la cual se introduce el hormigón hasta la boquilla, en la cual se introduce el aire comprimido junto al acelerante, material que se aire comprimido junto al acelerante, material que se mezcla al interior de ésta

mezcla al interior de ésta y durante su proyección sobrey durante su proyección sobre el sustrato. La proyección se realiza mediante aire comprimido el sustrato. La proyección se realiza mediante aire comprimido a alta velocidad.

a alta velocidad.

Hidratación (hydration)

Hidratación (hydration) - reacción química entre el - reacción química entre el cemento y el agua en el hormigón.

cemento y el agua en el hormigón. Hidrolavado (hydro-scaling)

Hidrolavado (hydro-scaling) - lavado con agua a - lavado con agua a alta presión que ayuda a mejorar la adherencia del hormigón alta presión que ayuda a mejorar la adherencia del hormigón proyectado

proyectado con con el el sustratosustrato. . Se Se recomienda recomienda que que estaesta actividad sea realizada por el operador del equipo de actividad sea realizada por el operador del equipo de proyección

proyección..

Mortero (mortar)

Mortero (mortar) – mezcla cementicia cuyo tamaño – mezcla cementicia cuyo tamaño nominal del árido es de 5 mm o inferior.

nominal del árido es de 5 mm o inferior. Macro ﬁbras (macro-ﬁbers)

Macro fibras (macro-fibers) - fibras de - fibras de gran longitudgran longitud y

y diámetro diámetro relativo relativo (usualmente (usualmente largo largo superior superior a a 2525 mm, diámetro superior a 0.5 mm) utilizadas normalmente mm, diámetro superior a 0.5 mm) utilizadas normalmente pa

parra a dedesasarrrrolollalar rer resisiststenencicia a esestrtrucuctuturaral l luluegego o dedel l agagririetetamamieientntoo de la matriz de hormigón.

de la matriz de hormigón. Micro ﬁbras (micro-ﬁbers)

Micro ﬁbras (micro-ﬁbers) - - f i b r a s f i b r a s d e d e d i á m e t r od i á m e t r o relativame

relativamente pequeño (usualmente menor a nte pequeño (usualmente menor a 0.30 mm)0.30 mm) utilizadas para control de ﬁsuración por retracción plástica, utilizadas para control de ﬁsuración por retracción plástica, disminución de rebote y como protección contra el disminución de rebote y como protección contra el desconchamie

desconchamiento del nto del hormigón a altas hormigón a altas temperaturtemperaturas.as. Pitonero (nozzleman/sprayer)

Pitonero (nozzleman/sprayer) - persona encargada - persona encargada del control de la boquilla y

del control de la boquilla y por tanto de la por tanto de la proyección deproyección dell hormigón. El término “sprayer” se utiliza frecuentemente hormigón. El término “sprayer” se utiliza frecuentemente en la literatura anglosajona asociado al operador de en la literatura anglosajona asociado al operador de equipo, para diferenciarlo de “nozzleman”, referido a la equipo, para diferenciarlo de “nozzleman”, referido a la persona que proyecta shotcrete manualmente. En este persona que proyecta shotcrete manualmente. En este documento se utiliza el término “pitonero” para referirse documento se utiliza el término “pitonero” para referirse a la persona que proyecta manualmente y “operador de a la persona que proyecta manualmente y “operador de equipo robotizado” a aquel que proyecta mediante un equipo robotizado” a aquel que proyecta mediante un equipo

tele-equipo tele-comandadocomandado.. Pasada (pass)

Pasada (pass) - área conformada por el movimiento - área conformada por el movimiento de la boquilla durante la operación de proyección de de la boquilla durante la operación de proyección de hormigón. Una capa de hormigón proyectado es usualmente hormigón. Una capa de hormigón proyectado es usualmente construida haciendo varias pasadas.

construida haciendo varias pasadas.

Pulso de bombeo / pistonada (slugging) Pulso de bombeo / pistonada (slugging) - flujo - flujo intermitente de hormigón proyectado a través de la tubería intermitente de hormigón proyectado a través de la tubería de transporte producto de una operación de bombeo de transporte producto de una operación de bombeo en una bomba de

en una bomba de desplazamientdesplazamiento positivo.o positivo.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

(13)

Planchón de hormigón (fallout)

Planchón de hormigón (fallout) – Parte del hormigón – Parte del hormigón pr

proyoyectectado ado que que cacae (e (se se dedesprsprenende) de) de de la la susuperperﬁciﬁcie de de te trarababajojo tiempo después de la proyección. No debe confundirse tiempo después de la proyección. No debe confundirse con “rebote”, referente a las partículas que saltan desde con “rebote”, referente a las partículas que saltan desde el sustrato o del hormigón ya proyectado durante el proceso el sustrato o del hormigón ya proyectado durante el proceso de proyección.

de proyección.

Capa rápida (ﬂash coat)

Capa rápida (ﬂash coat) – – capa fina capa fina de hormigónde hormigón proyectado aplic

proyectado aplicada como sello o uniada como sello o unión.ón. Rebote (rebound)

Rebote (rebound) - par - parte del hormigón proyectado quete del hormigón proyectado que es rechazada del elemento proyectado y cae lejos de ésta es rechazada del elemento proyectado y cae lejos de ésta superﬁcie durante el proceso de proyección, depositándose superﬁcie durante el proceso de proyección, depositándose en el suelo o en

en el suelo o en superﬁcies cercanas.superﬁcies cercanas. Razón a/c

Razón a/c – razón entre la cantidad de agua libre en la– razón entre la cantidad de agua libre en la mezcla y la cantidad de cemento (en peso).

mezcla y la cantidad de cemento (en peso). Sobre proyección (overspray)

Sobre proyección (overspray) – exceso de shotcrete– exceso de shotcrete colocado no intencionalmente en zonas que rodean el colocado no intencionalmente en zonas que rodean el sustrato a proyectar.

sustrato a proyectar.

Sobre espesor (over-thickness)

Sobre espesor (over-thickness) - exceso de hormigón - exceso de hormigón proyectado depositado

proyectado depositado sobre el sobre el sustrato o sustrato o superﬁcie superﬁcie dede trabajo.

trabajo. Shotcrete

Shotcrete2424_{(sprayed concrete)}_{(sprayed concrete) - hormigón colocado}_{- hormigón colocado}

por

por proyección neumática proyección neumática de de alta alta velocidad desde velocidad desde unauna boquilla. Hormigón

boquilla. Hormigón proyectadoproyectado..

Saturado superﬁcialmente seco (SSD)

Saturado superﬁcialmente seco (SSD) – condición – condición del agregado en que tiene sus poros saturados internamente del agregado en que tiene sus poros saturados internamente y secos externam

y secos externamente.ente. Sustrato (substrate)

Sustrato (substrate) -- superficie sobre la que se colocasuperficie sobre la que se coloca el el hormigón proyectado, por ejemplo suelo o roca. Incluye hormigón proyectado, por ejemplo suelo o roca. Incluye estructuras como marcos o

estructuras como marcos o armaduras cuando existen.armaduras cuando existen. T

Tenacidad enacidad (toughness)(toughness) – comportamiento post – comportamiento post agrietamiento del hormigón. Se mide a través de la energía agrietamiento del hormigón. Se mide a través de la energía acumulada bajo la curva carga – deflexión, resistencia acumulada bajo la curva carga – deflexión, resistencia residual u otro parámetro derivado a partir la curva carga residual u otro parámetro derivado a partir la curva carga - deflexión, en una muestra sometida a ensayo de flexión - deflexión, en una muestra sometida a ensayo de flexión o tracción.

o tracción.

1.3 Tipos de hormigón proyectado

Usualmente se clasiﬁca en dos tipos según el proceso de Usualmente se clasiﬁca en dos tipos según el proceso de proyección:

proyección:

1.3.1 Shotcrete por vía húmeda

TTécnica en que écnica en que el cemento, áridos, agua y otros el cemento, áridos, agua y otros componentescomponentes se procesan por lotes y se mezclan juntos en una planta o se procesan por lotes y se mezclan juntos en una planta o equipo móvil de mezclado, para luego transportarlos y equipo móvil de mezclado, para luego transportarlos y descargarlos

descargarlos a una bomba, dónde la mezcla se transporta aa una bomba, dónde la mezcla se transporta a través de un sistema de tuberías y mangueras a una boquilla través de un sistema de tuberías y mangueras a una boquilla desde la cual

desde la cual se proyecta neumáticamente sobre el sustrato.se proyecta neumáticamente sobre el sustrato. El aire comprimido se introduce en el ﬂujo

El aire comprimido se introduce en el ﬂujo en la boquilla conen la boquilla con el ﬁn de

el ﬁn de proyectar el material hacia el sustrato. En este hormigónproyectar el material hacia el sustrato. En este hormigón proyectado se incorpora el aditivo acelerante antes de

proyectado se incorpora el aditivo acelerante antes de ingresaringresar a la boquilla. Ver Figura 1.1

a la boquilla. Ver Figura 1.1

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

1.3.2 Shotcrete por vía seca

Técnica en la que el cemento y agregados se procesan por lotes Técnica en la que el cemento y agregados se procesan por lotes y se mezclan mecánicamente sin hidratar el cemento. El material y se mezclan mecánicamente sin hidratar el cemento. El material es transportado neumáticamente a través de mangueras o tuberías es transportado neumáticamente a través de mangueras o tuberías a la boquilla, donde se introduce el agua de hidratación antes a la boquilla, donde se introduce el agua de hidratación antes de proyectar. Este hormigón proyectado también puede incluir de proyectar. Este hormigón proyectado también puede incluir aditivos o ﬁbras o combinación de ambos. Ver Figura 1.2 aditivos o ﬁbras o combinación de ambos. Ver Figura 1.2

Figura 1.1 Shotcrete por vía húmeda Figura 1.1 Shotcrete por vía húmeda

Figura 1.2 Shotcrete por vía seca Figura 1.2 Shotcrete por vía seca

(14)

1.4 Usos del hormigón

proyectado

1.4.1 Generalidades

El hormigón proyectado juega hoy en día un papel esencial El hormigón proyectado juega hoy en día un papel esencial en la industria de la construcción civil y minera. Es un material en la industria de la construcción civil y minera. Es un material

Tras la aplicación y después de un período ini

Tras la aplicación y después de un período inicial de fraguadocial de fraguado y de rigidización, el hormigón proyectado proporciona un y de rigidización, el hormigón proyectado proporciona un soporte pasivo temprano al terreno. A medida que el shotcrete soporte pasivo temprano al terreno. A medida que el shotcrete endurece y gana resistencia, deformaciones subsecuentes endurece y gana resistencia, deformaciones subsecuentes generan una signiﬁcativa mayor resistencia ya que el hormigón generan una signiﬁcativa mayor resistencia ya que el hormigón proyectado se vuelve también más rígido.

proyectado se vuelve también más rígido.

El hormigón proyectado, correctamente diseñado y aplicado, El hormigón proyectado, correctamente diseñado y aplicado, permanece en su lugar sin hundimiento inclusive en paredes permanece en su lugar sin hundimiento inclusive en paredes verticales o aplicaciones sobre cabeza. Es

verticales o aplicaciones sobre cabeza. Es muy adecuado enmuy adecuado en áreas de acceso limitado, usando equipos pequeños, móviles áreas de acceso limitado, usando equipos pequeños, móviles y portables. El hormigón proyectado puede ser aplicado a y portables. El hormigón proyectado puede ser aplicado a través de equipos operados remotamente o por pitoneros. través de equipos operados remotamente o por pitoneros. Los equipos remotos (telecomandados) son usados generalmente Los equipos remotos (telecomandados) son usados generalmente en aplicaciones subterráneas, lo que permite una operación en aplicaciones subterráneas, lo que permite una operación segura manteniendo alejado al operador del sector segura manteniendo alejado al operador del sector sinsin fortiﬁcar. Estas ventajas han dado lugar a que el hormigón fortiﬁcar. Estas ventajas han dado lugar a que el hormigón proyectado sea usado en un sin número de

proyectado sea usado en un sin número de aplicaciones, algunasaplicaciones, algunas de las cuales se describen a continuación, agrupadas en de las cuales se describen a continuación, agrupadas en áreas generales de aplicación.

áreas generales de aplicación. En Chile, la mayor parte del hormigón proyectado se aplica

En Chile, la mayor parte del hormigón proyectado se aplica por el método de mezcla húmeda con equipo robotizado por el método de mezcla húmeda con equipo robotizado (se estima sobre el 70% del volumen total de shotcrete). Aun (se estima sobre el 70% del volumen total de shotcrete). Aun cuando en ciertas aplicaciones especíﬁcas se recomienda cuando en ciertas aplicaciones especíﬁcas se recomienda utilizar el proceso de

utilizar el proceso de mezclado en seco.mezclado en seco.

Figura 1.3 Shotcrete sobre roca. Figura 1.3 Shotcrete sobre roca. Tabla1.1 Comparación de procesos de hormigón proyectado por vía húmeda y vía seca.

Tabla1.1 Comparación de procesos de hormigón proyectado por vía húmeda y vía seca.

La colocación y compactación se efectúan en una sola La colocación y compactación se efectúan en una sola etapa.

etapa.

Los moldajes generalmente no son necesarios. Los moldajes generalmente no son necesarios. Permite un rápido proceso de colocación y puesta en ser Permite un rápido proceso de colocación y puesta en servicio.vicio. En obras de sostenimiento o tunelería permite acortar En obras de sostenimiento o tunelería permite acortar los ciclos de

los ciclos de trabajo.trabajo.

extremadamente versátil, que puede ser fácil

extremadamente versátil, que puede ser fácil y rápidamentey rápidamente aplicado transformándose en un medio rentable para la aplicado transformándose en un medio rentable para la construcción.

construcción.

El hormigón proyectado es una forma eﬁciente de colocación El hormigón proyectado es una forma eﬁciente de colocación de hormigón y posee excelente adherencia a múltiples sustratos, de hormigón y posee excelente adherencia a múltiples sustratos, incluyendo roca, hormigón, albañilería y acero. Se adapta a incluyendo roca, hormigón, albañilería y acero. Se adapta a una amplia gama de aplicaciones en

una amplia gama de aplicaciones en soporte de suelo,soporte de suelo, revestimientos y ediﬁcación (Figura 1.3).

revestimientos y ediﬁcación (Figura 1.3).

Las principales ventajas del hormigón proyectado sobre el Las principales ventajas del hormigón proyectado sobre el hormigón moldeado son:

hormigón moldeado son:

• • • • • • • •

(15)

1.4.2 Tunelería

En tunelería, el hormigón proyectado puede ser usado En tunelería, el hormigón proyectado puede ser usado como revestimiento final o como soporte temporal. En como revestimiento final o como soporte temporal. En revestimientos finales el hormigón proyectado puede encontrarse revestimientos finales el hormigón proyectado puede encontrarse en muchos proyectos usado en combinación con pernos en muchos proyectos usado en combinación con pernos de anclaje, cables, hormigón con ﬁbras y marcos de acero de anclaje, cables, hormigón con ﬁbras y marcos de acero (donde se requiera un soporte adicional). Los espesores del (donde se requiera un soporte adicional). Los espesores del hormigón proyectado varían desde 50 mm hasta 500 mm, hormigón proyectado varían desde 50 mm hasta 500 mm, pudiendo ser aplicados en múltiples capas.

pudiendo ser aplicados en múltiples capas.

El hormigón proyectado aplicado como soporte temporal El hormigón proyectado aplicado como soporte temporal es diseñado para

es diseñado para proporcionaproporcionar un r un soporte estructural temprano.soporte estructural temprano. A continuación puede ir seguido de una segunda capa que A continuación puede ir seguido de una segunda capa que entrega el soporte permanente. El revestimiento permanente entrega el soporte permanente. El revestimiento permanente puede ser:

puede ser: hormigón proyectado, dovelas prefabricadas dehormigón proyectado, dovelas prefabricadas de hormigón u hormigón moldeado in situ.

hormigón u hormigón moldeado in situ.

La tecnología del hormigón proyectado ha desarrollado y La tecnología del hormigón proyectado ha desarrollado y mejorado los sistemas de impermeabilización y se ha

mejorado los sistemas de impermeabilización y se ha convertidoconvertido en un importante método de soporte para la construcción en un importante método de soporte para la construcción subterránea. Se puede

subterránea. Se puede aplicar también delgados revestimientosaplicar también delgados revestimientos de hormigón proyectado sin refuerzo para alisar la superﬁcie de hormigón proyectado sin refuerzo para alisar la superﬁcie de la roca y, por lo

de la roca y, por lo tanto, reducir la resistencia al ﬂujo de tanto, reducir la resistencia al ﬂujo de aire.aire. Figura 1.4 Shotcrete en Túnel.

Figura 1.4 Shotcrete en Túnel.

1.4.3 Cavernas

En algunos países se ha hecho común la construcción de En algunos países se ha hecho común la construcción de cavernas subterráneas para almacenar productos a granel cavernas subterráneas para almacenar productos a granel (productos o materias primas) y materiales como petróleo, (productos o materias primas) y materiales como petróleo, gas, aguas residuales y desechos nucleares, las

gas, aguas residuales y desechos nucleares, las que han sidoque han sido construidas usando un revestimiento permanente de construidas usando un revestimiento permanente de hormigón proyectado (Figura 1.5a y 1.5b).

hormigón proyectado (Figura 1.5a y 1.5b).

Figura 1.5a y 1.5b Cavernas revestidas con hormigón proyectado. Figura 1.5a y 1.5b Cavernas revestidas con hormigón proyectado.

Figura 1.5a

1.4.4 Soporte de suelo en minería

Las primeras aplicaciones mecanizadas de hormigón proyectado Las primeras aplicaciones mecanizadas de hormigón proyectado en minería fueron efectuadas sobre mallas y pernos instalados en en minería fueron efectuadas sobre mallas y pernos instalados en áreas de suelos de mala calidad, donde la malla era inadecuada y áreas de suelos de mala calidad, donde la malla era inadecuada y requería la colaboración de pernos. Sin embargo, desde la década requería la colaboración de pernos. Sin embargo, desde la década de los noventa, el hormigón proyectado reforzado con ﬁbra (FRS) de los noventa, el hormigón proyectado reforzado con ﬁbra (FRS) está reemplazando progresivamente a la malla de acero como está reemplazando progresivamente a la malla de acero como principal método de soporte de suelo en la minería subterránea principal método de soporte de suelo en la minería subterránea debido a las siguientes razones:

debido a las siguientes razones:

El nivel del soporte de suelo logrado con FRS y el post El nivel del soporte de suelo logrado con FRS y el post apernado excede en muchos

apernado excede en muchos casos signiﬁcativamentecasos signiﬁcativamente el nivel de soporte logrado con pernos y mallas.

el nivel de soporte logrado con pernos y mallas. Se produce un incremento en la

Se produce un incremento en la seguridad al no tenerseguridad al no tener la exposición de personas en zonas no

la exposición de personas en zonas no fortiﬁcadas.fortiﬁcadas. Aumenta la velocidad en el desarrollo de la mina al Aumenta la velocidad en el desarrollo de la mina al usar hormigón

usar hormigón proyectadoproyectado..

Se reduce signiﬁcativamente la necesidad de rehabilitación Se reduce signiﬁcativamente la necesidad de rehabilitación del sistema de soporte del suelo.

del sistema de soporte del suelo.

Ha aumentado la disponibilidad de equipos mecanizados Ha aumentado la disponibilidad de equipos mecanizados para la proyección de hormigón.

para la proyección de hormigón. 1.- 2.- 3.- 4.-

5.-Uno de los principales desarrollos que mejoró la eﬁciencia Uno de los principales desarrollos que mejoró la eﬁciencia en el uso de hormigón proyectado como soporte de suelo en el uso de hormigón proyectado como soporte de suelo fue el paso a la proyección en ciclos. Esto significa que el fue el paso a la proyección en ciclos. Esto significa que el hormigón proyectado es aplicado durante el ciclo de desarrollo, hormigón proyectado es aplicado durante el ciclo de desarrollo, después de la tronadura y antes de la instalación de los después de la tronadura y antes de la instalación de los pernos de anclaje. De esta manera, el uso de malla no se pernos de anclaje. De esta manera, el uso de malla no se requiere y los pernos son instalados a través de las capas requiere y los pernos son instalados a través de las capas del hormigón proyectado. Este método resultó en que las del hormigón proyectado. Este método resultó en que las planchuelas fueran instaladas en los pernos sobre las capas planchuelas fueran instaladas en los pernos sobre las capas de hormigón proyectado, proporcionando una óptima conexión de hormigón proyectado, proporcionando una óptima conexión entre el hormigón proyectado y el

entre el hormigón proyectado y el sustrato.sustrato.

La instalación del hormigón proyectado durante el desarrollo La instalación del hormigón proyectado durante el desarrollo del ciclo de fortiﬁcación exige que el hormigón proyectado del ciclo de fortiﬁcación exige que el hormigón proyectado logre resistencias a edades tempranas, lo antes posible después logre resistencias a edades tempranas, lo antes posible después de su aplicación, para dar seguridad al personal que está re de su aplicación, para dar seguridad al personal que está re --ingresando para continuar el desarrollo. La resistencia ingresando para continuar el desarrollo. La resistencia inicialinicial necesaria tiene que ser establecida por un ingeniero necesaria tiene que ser establecida por un ingeniero espe-cialista en cada sitio, pero generalmente se encuentra cerca cialista en cada sitio, pero generalmente se encuentra cerca Capítulo 1: Generalidades Capítulo 1: Generalidades

Figura 1.5b

(16)

1.4.5 Ediﬁcación

El hormigón proyectado tiene una larga historia de aplicación El hormigón proyectado tiene una larga historia de aplicación en la construcción de ediﬁcios fuera de Chile. Ejemplo son los en la construcción de ediﬁcios fuera de Chile. Ejemplo son los muros estructurales en subterráneos. El hormigón proyectado muros estructurales en subterráneos. El hormigón proyectado también ha sido usado como una

también ha sido usado como una alternativa para construiralternativa para construir y moldear paneles tilt-up y en

y moldear paneles tilt-up y en silos, existiendo vasta experienciasilos, existiendo vasta experiencia de estas aplicaciones en USA y

de estas aplicaciones en USA y Australia.Australia.

1.4.6 Excavaciones para subterráneos y

estacionamientos

El hormigón proyectado juega un papel muy importante El hormigón proyectado juega un papel muy importante en el soporte de excavaciones o cuando se requieren cortes en el soporte de excavaciones o cuando se requieren cortes verticales. Junto con los pernos

verticales. Junto con los pernos de anclaje y/o pilotes excavadosde anclaje y/o pilotes excavados se logra avanzar con los muros a medida que avanza el proceso se logra avanzar con los muros a medida que avanza el proceso de excavación, dejando un muro permanente que puede de excavación, dejando un muro permanente que puede ser usado estructuralmente

ser usado estructuralmente

1.4.7 Relleno de hundimientos o superﬁcies

sobre-excavadas

El hormigón proyectado puede ser usado eﬁcientemente El hormigón proyectado puede ser usado eﬁcientemente para el relleno de áreas sobre

para el relleno de áreas sobre-excavadas o hundimientos. A-excavadas o hundimientos. A diferencia de los métodos tradicionales con un moldaje diferencia de los métodos tradicionales con un moldaje lateral, usando hormigón proyectado no

lateral, usando hormigón proyectado no se expone al se expone al personalpersonal a condiciones peligrosas y además presenta ventajas logísticas a condiciones peligrosas y además presenta ventajas logísticas de acceso y construcción.

de acceso y construcción.

1.4.8 Estructuras civiles complejas

El hormigón proyectado es muy eﬁciente en estructuras El hormigón proyectado es muy eﬁciente en estructuras que poseen geometrías complejas, incluyendo reducción que poseen geometrías complejas, incluyendo reducción de sección o secciones curvas.

de sección o secciones curvas. de 1.0 MPa. En la sección 11.4 se describe los métodos de

de 1.0 MPa. En la sección 11.4 se describe los métodos de ensayo, los que requieren un

ensayo, los que requieren un profesional técnicamenteprofesional técnicamente calificado y certificado para realizar las mediciones e calificado y certificado para realizar las mediciones e interpretación correcta de los resultados de

interpretación correcta de los resultados de los ensayos.los ensayos. Otro desarrollo que ha mejorado el desempeño del hormigón Otro desarrollo que ha mejorado el desempeño del hormigón proyectado en el soporte al suelo y roca es el “hydro-scaling”. proyectado en el soporte al suelo y roca es el “hydro-scaling”. El hydro-scaling es un

El hydro-scaling es un lavado con agua a alta presión (entrelavado con agua a alta presión (entre 3000 a 6000 psi) que ha permitido una mejora en la adherencia 3000 a 6000 psi) que ha permitido una mejora en la adherencia del hormigón proyectado con el sustrato de

del hormigón proyectado con el sustrato de hasta un 300%hasta un 300% en algunas aplicaciones. En la mayoría de los casos no existe en algunas aplicaciones. En la mayoría de los casos no existe necesidad del jumbo de perforación para realizar la limpieza necesidad del jumbo de perforación para realizar la limpieza de los sectores con mala calidad de suelo. Más detalles sobre de los sectores con mala calidad de suelo. Más detalles sobre el hydro-scaling se encuentran en la sección 9 de esta guía. el hydro-scaling se encuentran en la sección 9 de esta guía. Se puede mejorar el desempeño de las capas de hormigón Se puede mejorar el desempeño de las capas de hormigón proyectado con un aumento de los espesores de las capas proyectado con un aumento de los espesores de las capas aplicadas y/o con un incremento de la dosis de ﬁbra. Por lo aplicadas y/o con un incremento de la dosis de ﬁbra. Por lo tanto, un mismo sistema de aplicación puede hacer frente a tanto, un mismo sistema de aplicación puede hacer frente a una serie de diferentes requisitos de diseño.

una serie de diferentes requisitos de diseño.

En zonas sísmicamente activas en algunas minas se está En zonas sísmicamente activas en algunas minas se está instalando malla sobre la capa final de hormigón proyectado instalando malla sobre la capa final de hormigón proyectado para proporcionar un soporte adicional ya que la malla sin para proporcionar un soporte adicional ya que la malla sin revestir tiene una elevada ductilidad respecto al revestimiento. revestir tiene una elevada ductilidad respecto al revestimiento. Hoy en día, en las faenas subterráneas de la gran minería y Hoy en día, en las faenas subterráneas de la gran minería y obras civiles en Chile, se utiliza una combinación de hormigón obras civiles en Chile, se utiliza una combinación de hormigón proyectado, fibras, mallas y pernos de anclaje. (Figuras 1.6 y 1.7) proyectado, fibras, mallas y pernos de anclaje. (Figuras 1.6 y 1.7)

Figura 1.6 Shotcrete sobre perno y malla. Figura 1.6 Shotcrete sobre perno y malla.

Figura 1.7 Shotcrete sobre marco y malla. Figura 1.7 Shotcrete sobre marco y malla.

Figura 1.8 Secciones complejas en Obra Civil. Figura 1.8 Secciones complejas en Obra Civil.

(17)

Figura 1.10 Estabilización de talud. Figura 1.10 Estabilización de talud. Figura 1.9 Hormigón proyectado en

Figura 1.9 Hormigón proyectado en un canal hidráulico.un canal hidráulico.

Figura 1.11 Skateparks con hormigón proyectado. Figura 1.11 Skateparks con hormigón proyectado.

1.4.9 Canales, embalses y alivi

aderos

Los embalses y canales pueden ser construidos excavando Los embalses y canales pueden ser construidos excavando hasta la forma requerida y luego proyectando hormigón hasta la forma requerida y luego proyectando hormigón directamente sobre el suelo o roca expuesta. El hormigón directamente sobre el suelo o roca expuesta. El hormigón proyectado tiene la capacidad de

proyectado tiene la capacidad de ser colocado, compactadoser colocado, compactado y aﬁnado en un solo paso, si es

y aﬁnado en un solo paso, si es necesario en casos que se necesario en casos que se requierarequiera un acceso rápido, variedad de

un acceso rápido, variedad de formas o revestimientos muyformas o revestimientos muy gruesos, ver Figura 1.9

gruesos, ver Figura 1.9

1.4.11 Piscinas y skatepark

Estas estructuras recreacionales son buenos ejemplos de la Estas estructuras recreacionales son buenos ejemplos de la diversidad de formas que pueden construirse con hormigón diversidad de formas que pueden construirse con hormigón proyectado. Estas estructuras son construidas excavando proyectado. Estas estructuras son construidas excavando acorde a la forma requerida y reforzando según sea necesario acorde a la forma requerida y reforzando según sea necesario con proyección de hormigón (Figura 1.11). Las construcciones con proyección de hormigón (Figura 1.11). Las construcciones con este método son económicas, durables y

con este método son económicas, durables y resistentes.resistentes.

1.4.12 Refractarios

Se pueden revestir o reparar hornos

Se pueden revestir o reparar hornos de todo tipo con mezclasde todo tipo con mezclas especiales de hormigón proyectado que contiene materiales especiales de hormigón proyectado que contiene materiales como cementos con alto contenido de aluminato y

como cementos con alto contenido de aluminato y ladrillosladrillos refractarios triturados, los que poseen excelentes propiedades refractarios triturados, los que poseen excelentes propiedades refractarias. Una de las principales ventajas del hormigón refractarias. Una de las principales ventajas del hormigón proyectad

proyectado refractario es o refractario es que puede ser que puede ser colocado rápidamentcolocado rápidamentee en altos volúmenes en áreas poco accesibles, por ejemplo en altos volúmenes en áreas poco accesibles, por ejemplo una chimenea elevada o zonas remotas de

una chimenea elevada o zonas remotas de un horno.un horno.

1.4.13 Reparación, restauración y

reforzamiento

El hormigón proyectado es usado ampliamente en la El hormigón proyectado es usado ampliamente en la rehabilitación de estructuras dañadas. Típicas aplicaciones rehabilitación de estructuras dañadas. Típicas aplicaciones son la reparación de hormigón deteriorado por la corrosión son la reparación de hormigón deteriorado por la corrosión o el fuego. Reparación y restauración tienen lugar después o el fuego. Reparación y restauración tienen lugar después que las zonas afectadas han sido

que las zonas afectadas han sido debidamente identiﬁcadasdebidamente identiﬁcadas y preparadas. Estructuras típicas que se

y preparadas. Estructuras típicas que se reparan usando hormigónreparan usando hormigón proyectado son puentes, represas, torres, puertos, ediﬁcios proyectado son puentes, represas, torres, puertos, ediﬁcios y estructuras de acero. Las estructuras de

y estructuras de acero. Las estructuras de hormigón puedenhormigón pueden ser reforzadas con hormigón proyectado, por ejemplo, donde ser reforzadas con hormigón proyectado, por ejemplo, donde la construcción original haya dejado nidos. El hormigón proyectado la construcción original haya dejado nidos. El hormigón proyectado puede ser también usado cuando un elemento estructural puede ser también usado cuando un elemento estructural necesita aumentar su tamaño con el propósito de incrementar necesita aumentar su tamaño con el propósito de incrementar la capacidad de carga. Dentro de los elementos estructurales la capacidad de carga. Dentro de los elementos estructurales que pueden ser reforzados por este medio están

que pueden ser reforzados por este medio están vigas, columnas,vigas, columnas, losas, muros de albañilería, tanques y tuberías.

losas, muros de albañilería, tanques y tuberías. 1.4.14 Protección contra el fuego

1.4.14 Protección contra el fuego

El uso del hormigón proyectado como material para la protección El uso del hormigón proyectado como material para la protección contra el fuego es común, y puede se

contra el fuego es común, y puede ser una excelente soluciónr una excelente solución especialmente en plantas químicas y reﬁnerías. Este proceso especialmente en plantas químicas y reﬁnerías. Este proceso puede incluir el revestimiento de estructuras de acero o un puede incluir el revestimiento de estructuras de acero o un incremento en los espesores del hor

incremento en los espesores del hormigón de recubrimiento.migón de recubrimiento. Por otra parte, el hormigón proyectado puede ser diseñado Por otra parte, el hormigón proyectado puede ser diseñado incorporando micro-fibras sintéticas para minimizar incorporando micro-fibras sintéticas para minimizar elel “desconchamiento” bajo condiciones de calor extremo “desconchamiento” bajo condiciones de calor extremo (“spalling

(“spalling”). Las ”). Las altas temperaturas derriten estas altas temperaturas derriten estas microﬁbrasmicroﬁbras permitiendo que el vapor de agua viaje

permitiendo que el vapor de agua viaje a través de los vacíosa través de los vacíos que quedan y se disipe en la superﬁcie, por ende, reduciendo que quedan y se disipe en la superﬁcie, por ende, reduciendo la presión interna y el “desconchamiento” posterior.

la presión interna y el “desconchamiento” posterior.

1.4.10 Estabilización de taludes

El hormigón proyectado es ampliamente usado para la El hormigón proyectado es ampliamente usado para la estabilización y protección en suelos y roca. Debido a estabilización y protección en suelos y roca. Debido a su alta resistencia al corte y

su alta resistencia al corte y buena adherencia a la roca,buena adherencia a la roca, el hormigón proyectado fortalece el sustrato, llenando el hormigón proyectado fortalece el sustrato, llenando vacíos y grietas y por lo tanto, evitando que la roca vacíos y grietas y por lo tanto, evitando que la roca suelta se desprenda (Figura 1.10).

suelta se desprenda (Figura 1.10).

(18)

1.4.16 Estructuras contra explosiones

El hormigón proyectado ha sido usado por la industria militar El hormigón proyectado ha sido usado por la industria militar para construir hangares e instalaciones a prueba de bombas. para construir hangares e instalaciones a prueba de bombas. Otras organizaciones han usado materiales especiales en el Otras organizaciones han usado materiales especiales en el hormigón proyectado para construir estructuras resistentes hormigón proyectado para construir estructuras resistentes a explosiones, particularmente en zonas críticas de seguridad a explosiones, particularmente en zonas críticas de seguridad de ediﬁcios en áreas peligrosas como reﬁnerías de

de ediﬁcios en áreas peligrosas como reﬁnerías de petróleo y gas.petróleo y gas. 1.4.15 Acabados decorativos

1.4.15 Acabados decorativos

El hormigón proyectado es muy adecuado para generar formas El hormigón proyectado es muy adecuado para generar formas libres con un acabado que puede ser realizado en el mismo libres con un acabado que puede ser realizado en el mismo sitio. Se pueden construir superﬁcies

sitio. Se pueden construir superficies suaves, cantos afiladossuaves, cantos afilados y otros detalles pero en general requieren de un trabajo y otros detalles pero en general requieren de un trabajo manual delicado (Figura 1.12). Un ejemplo de esto son las manual delicado (Figura 1.12). Un ejemplo de esto son las terminaciones con una apariencia natural, especialmente terminaciones con una apariencia natural, especialmente imitando roca.

imitando roca.

Figura 1.12 Acabados decorativos con shotcrete. Figura 1.12 Acabados decorativos con shotcrete.

El primer hito en la historia del hormigón proyectado ocurrió El primer hito en la historia del hormigón proyectado ocurrió en 1907 con la máquina inventada por Carl Ethan Akeley en en 1907 con la máquina inventada por Carl Ethan Akeley en Estados Unidos.

Estados Unidos. Esta máquina permitía que Esta máquina permitía que materiales secosmateriales secos fueran aplicados neumáticamente agregando agua en la salida. fueran aplicados neumáticamente agregando agua en la salida.

La Unión Europea usó para el mismo material la terminología La Unión Europea usó para el mismo material la terminología de “Sprayed Concrete” (Hormigón Proyectado). En los años de “Sprayed Concrete” (Hormigón Proyectado). En los años cuarenta se introdujo el uso de

cuarenta se introdujo el uso de agregado gagregado grueso de 10mmrueso de 10mm dentro de las mezclas de hormigón proyectado. El hormigón dentro de las mezclas de hormigón proyectado. El hormigón proyectado vía húmeda comenzó a usarse desde 1955. A proyectado vía húmeda comenzó a usarse desde 1955. A finales de los años sesenta se introdujeron los equipos operados finales de los años sesenta se introdujeron los equipos operados en forma remota. Las primeras fibras

en forma remota. Las primeras ﬁbras metálicas fueron usadasmetálicas fueron usadas en el año 1971 en Norte América y en 1977 los Noruegos en el año 1971 en Norte América y en 1977 los Noruegos comenzaron a utilizar la ﬁbra metálica y los equipos

comenzaron a utilizar la ﬁbra metálica y los equipos remotosremotos en gran escala.

en gran escala. Figura 1.13 Carl Ethan Akeley inventor de la máquina para shotcrete.

Figura 1.13 Carl Ethan Akeley inventor de la máquina para shotcrete.

Figura 1.15b

Figura 1.15b Equipo de shotcrete de 1920.Equipo de shotcrete de 1920.

Figura 1.14a Equipo de shotcrete de 1907 utilizada para aplicar revestimientos en el Figura 1.14a Equipo de shotcrete de 1907 utilizada para aplicar revestimientos en el museo de Chicago, USA.

museo de Chicago, USA.

1.5 Historia

En 1910, se desarrolló y comenzó a utilizar una pistola de En 1910, se desarrolló y comenzó a utilizar una pistola de cemento con doble cámara, basada en el dise

cemento con doble cámara, basada en el diseño de Akeley. Elño de Akeley. El concepto de “Gunita” consistía esencialmente en un mortero concepto de “Gunita” consistía esencialmente en un mortero usado en Estados Unidos en

usado en Estados Unidos en los años veinte como protecciónlos años veinte como protección contra el fuego en piques mineros. A comienzo de los años contra el fuego en piques mineros. A comienzo de los años treinta, nació el término general de “Shotcrete” (Hormigón treinta, nació el término general de “Shotcrete” (Hormigón Pro

Proyectayectado), difundido por do), difundido por el “el “American American Railway EngineeriRailway Engineeringng Association” (Asociación Americana de Ingenieros de Ferrocarriles), Association” (Asociación Americana de Ingenieros de Ferrocarriles), para descr

para describir el pibir el proceso de “roceso de “gunitado”gunitado”. En 196. En 1966, el ACI (I6, el ACI (Institutonstituto Americano del Hormigón) adoptó el término “Shotcrete” Americano del Hormigón) adoptó el término “Shotcrete” para todas las aplicaciones neumáticas de mortero y hormigón para todas las aplicaciones neumáticas de mortero y hormigón incluyendo la vía húmeda y seca