UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
TESIS
PRESENTADO POR:
WILDER PERCY SANTOS ARIZAPANA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO DE MINAS
HUANCAYO – PERÚ 2019
“IMPORTANCIA DEL SLUMP EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO LANZADO POR LA E.E ROBOCON SAC EN LA MINA CHUNGAR COMPAÑIA MINERA
GLENCORE GROUP SAC”
IMPORTANCIA DEL SLUMP EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO LANZADO POR LA E.E ROBOCON SAC EN LA MINA CHUNGAR COMPAÑIA MINERA
GLENCORE GROUP SAC
“IMPORTANCIA DEL SLUMP EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO LANZADO POR LA E.E ROBOCON SAC EN LA MINA CHUNGAR COMPAÑIA MINERA
GLENCORE GROUP SAC”
IMPORTANCIA DEL SLUMP EN LA RESISTENCIA
DE CONCRETO LANZADO POR LA E.E ROBOCON
SAC EN LA MINA CHUNGAR COMPAÑIA MINERA
ASESOR :
Mg. Ciro Quispe Galván
DEDICATORIA
A mis padres; quienes son el motor esencial de mis sueños, quienes siempre han confiado y creído en mí y en mis anhelos; gracias por ser incondicionales y por desear siempre lo mejor para mi vida, agradezco cada consejo y cada palabra suya que fue acogida desde lo más profundo de mi ser. Gracias también, a mis hermanos por su apoyo incondicional.
AGRADECIMIENTO
En primer lugar, doy gracias a Dios por permitirme seguir en vida y darme buena salud, para culminar la presente investigación.
Un especial agradecimiento a la empresa “Robocon Servicios SAC”, por facilitarme la información de la unidad minera Chungar-Glencore Group SAC. Al área de productividad, Geomecánica por haberme permitido trabajar con ellos.
Agradezco a la Universidad Nacional del Centro del Perú por permitirme integrar su alumnado, educarme en sus aulas y en especial por ser parte de ella, del mismo modo a los catedráticos que brindaron su conocimiento y su apoyo para seguir adelante en el proceso investigativo.
Agradezco de manera especial a mi asesor Mg. Ciro Quispe Galván, de quien recibí sabios consejos y discernimiento acreditado, por su paciencia y apoyo invaluable durante la ejecución de mi investigación.
RESUMEN
La presente tesis tiene como finalidad de encontrar la relación e importancia del slump en la resistencia de concreto lanzado por la “E.E Robocon Servicios SAC”, en la unidad minera Chungar.
Se realiza estudio de las propiedades mecánicas del concreto fluido utilizando superplastificante viscocrete, realizando estudios de calidad de los agregados y del comportamiento a distintos estadios del concreto. Estos materiales empleaos fueron:
adicionados de la cantería, cemento y agua.
Como muestra se realizará en la planta de concreto y en el Tj 400 V. Ofelia Nv 200 en la zona intermedia. Que será de mucha importancia ello, ya que en estos últimos meses (enero-19 a mayo-19), se estuvo resanando en varios puntos de la mina, pese a que el lanzado de shotcrete son recientes hay fisuramiento.
En los planeamientos de ingeniería que se lleva a cabo todos los domingos de determinó que se debe contemplar los resanes en los diferentes puntos de la mina para su estabilidad del macizo rocoso y por un tema de seguridad.
Es por ello que Robocon Servicios S.A.C, está siendo auditado en el trabajo de sostenimiento con shotcrete atreves de los paneles, resistencias iniciales, finales y pruebas de rebote.
El empleo de aditivo superplastificante, plastificante y acelerante de fragua, nos proporciona un concreto capaz de tener la resistencia a temperaturas normales.
Para la empresa Glencore Group S.A.C, es un costo adicional estar resanando, además es un retraso en las operaciones del día a día, obteniendo como resultado menos tonelada producida.
Palabras claves: Slump, resistencia de concreto, aditivo acelerante, aditivo plastificante y lanzado de shotcrete.
ABSTRACT
The purpose of this thesis is to find the relationship and importance of slump in the concrete resistance launched by E. Robocon Servicios SAC, in the Chungar mining unit.
A study of the mechanical properties of fluid concrete is performed using viscocrete superplasticizer, performing aggregate quality and behavior studies at different stages of concrete. These materials used were: stone aggregates, cement and water.
As sample it will be realized in the concrete plant and in the Tj 400 V. Ofelia Nv 200 in the intermediate zone. That will be of great importance, since in these last months (January-l9 to May-l9), it was being repaired in several points of the mine, although the shotcrete throwing are recent there is cracking.
In the engineering planning that is carried out every Sunday, he determined that resonates should be contemplated at the different points of the mine for their stability of the rock mass and for a safety issue.
That is why Robocon Servicios S.A.C, is being audited in the work of support with shotcrete through the panels, initial, final resistance and rebound tests.
The use of superplasticizer additive, plasticizer and forge accelerator, provides us with a concrete capable of having resistance to normal temperatures.
For the company Glencore Group S.A.C, it is an additional cost to be recovering, it is also a delay in day-to-day operations, resulting in less ton produced.
Key words: Slump, concrete resistance, accelerating additive, plasticizer additive and shotcrete release
ÍNDICE DE CONTENIDO
ASESOR: II
DEDICATORIA III
AGRADECIMIENTO IV
RESUMEN V
ABSTRACT VI
ÍNDICE DE CONTENIDO VII
ÍNDICE DE TABLAS X
ÍNDICE DE FIGURAS XI
CAPÍTULO I 13
PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA 13
1.1 FUNDAMENTACIÓN DEL PROBLEMA 13
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 15
1.2.1 PROBLEMA GENERAL. 15
1.2.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS. 15
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 15
1.3.1 OBJETIVO GENERAL. 15
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 15
1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN 16
1.4.1 JUSTIFICACIÓN. 16
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN 17
CAPÍTULO II 19
MARCO TEÓRICO 19
2.1. ANTECEDENTES DEL ESTUDIO 19
2.2. BASES TEÓRICAS 20
2.2.1. SLUMP DE CONCRETO 20
2.2.1.1. RESUMEN DEL MÉTODO: 21
2.2.1.2. PROCEDIMIENTO: 22
2.2.1.3. EQUIPOS PARA SACAR LA PRUEBA DEL SLUMP 23
2.2.1.4. FRAGUA INICIAL DEL CONCRETO 23
2.2.1.5. DESARROLLO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN TEMPRANA O
INICIAL 24
2.2.1.6. FRAGUA FINAL DEL CONCRETO 24
2.2.2. COMPONENTES DEL CEMENTO 24
2.2.3. PROPIEDADES DEL CONCRETO 30
2.2.4. SOSTENIMIENTO CON CONCRETO LANZADO (SHOTCRETE). 36
2.2.4.1. ¿QUÉ SIGNIFICA SHOTCRETE? 36
2.2.4.2. UTILIDAD DEL SHOTCRETE 37
2.2.4.3. PRINCIPIOS DEL SHOTCRETE 38
2.2.4.4. PROCESO DEL SISTEMA DE CONCRETO LANZADO 39
2.2.4.5. MÉTODOS 39
2.3. UBICACIÓN Y GEOLOGÍA DE LA UNIDAD MINERA CHUNGAR- GLENCORE
GROUP SAC 45
2.3.1. UBICACIÓN Y ACCESO 45
2.3.2. HISTORIA 47
2.3.3. GEOLOGÍA 47
2.3.3.1. GEOLOGÍA REGIONAL 47
2.3.3.2. GEOLOGÍA LOCAL 48
2.3.3.3. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL 51
2.3.3.4. GEOLOGÍA ECONÓMICA 54
2.3.4. GEO MECÁNICA DEL YACIMIENTO 57
2.3.4.1. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS VETIFORMES PRINCIPALES 57
2.3.5. SISTEMA DE PRODUCCIÓN 59
2.3.5.1. MÉTODO DE EXPLOTACIÓN 59
2.3.6. SOSTENIMIENTO 61
2.3.7. PLAN DE DESARROLLO 63
2.3.8. PLAN DE PREPARACIÓN 63
2.3.9. PROGRAMA DE PRODUCCIÓN 64
2.3.10. VIDA DE LA MINA 65
2.3.11. SERVICIOS AUXILIARES DE LA MINA 65
2.4. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS 67
2.4.1. SLUMP 67
2.4.2. SHOTCRETE. 67
2.4.3. LANZADO DE CONCRETO 67
2.4.4. ADITIVO ACELERANTE 67
2.4.5. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO 67
2.5. PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN 67
2.5.1. HIPÓTESIS ESPECÍFICA 67
2.5.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICA 68
2.6. IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES 68
2.6.1. VARIABLE INDEPENDIENTE (X) 68
2.6.2. VARIABLE DEPENDIENTE (Y) 68
CAPÍTULO III 69
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 69
3.1. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 69
3.1.1. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN 70
3.1.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN 70
3.1.3. DISEÑO METODOLÓGICO 70
3.1.4. POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN 70 3.1.5. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 71 3.1.6. FUENTES DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Y DOCUMENTACIÓN 71
CAPITULO IV 72
ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS 72
4.1. RESULTADO DE LOS ENSAYOS DEL SLUMP EN PLANTA DE CONCRETO 72
4.2. FRAGUA INICIAL Y FINAL DEL CONCRETO 73
4.3. CAÍDA DE SLUMP DEL CONCRETO EN EL TIEMPO 96
4.3.1. CONTROLES DE SLUMP 96
4.4. RESISTENCIA A LA COMPRENSIÓN SIMPLE 98
4.5. PRESIÓN DE AIRE COMPRIMIDO 103
4.6. PRUEBA DE LA HIPÓTESIS 103
4.7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 104
CONCLUSIONES 108
RECOMENDACIONES 109
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 121
ANEXOS 122
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla l. Diseño de shotcrete Vía Húmeda con fibras para mina Chungar- labores
temporales. 29
Tabla 2. Consistencia y trabajabilidad según el asentamiento 35
Tab1a 3. Tolerancia de asentamiento nominal 35
Tabla 4. Características Geomecánica de la veta María Rosa 57 Tab1a 5. Características Geomecánica de la Veta Principal 58 Tabla 6. Característica Geomecánica de la veta Marthita 59
Tabla 7. Prueba de resistencia temprana 105
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Proceso de aplicación de 1anzado de shotcrete 30
Figura 2. Prueba de slump en la planta de concreto 35
Figura 3. Ubicación y acceso hacia la unidad minera Chungar 46
Figura 4. Geología regional 51
Figura 5. Resistencia de1 concreto, a los 10 min está debajo de 0.1 MPa y a 1as 24
horas llega a los 10 Mpa 74
Figura 6. Resistencia a los 16 min es 0.2 MPa y a 1as 24 horas llega 12 MPa 75 Figura 7. Resistencia a los 30 min es 0.42 MPa y a 1as 24 horas llega 12.2 MPa 76 Figura 8. Resistencia a los 10 min es 0.31 MPa y a las 24 horas llega 11.3 MPa 77 Figura 9. Resistencia a los 15 min es 0.57 MPa y a las 24 horas llega 10.8 MPa 78 Figura 10. Resistencia a los 30 min es 0.46 MPa y a las 24 horas llega 11.3 MPa 79 Figura 11. Resistencia a los 30 min es 0.46 MPa y a las 24 horas llega 11.3 MPa 80 Figura 12. Resistencia a los 30 min es 0.45 MPa y a las 24 horas llega 12.2 MPa 81 Figura 13. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 82 Figura 14. Resistencia a los 30 min es 0.39 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 83 Figura 15. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 84 Figura 16. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 85 Figura 17. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 86 Figura 18. Resistencia a los 10 min es 0.39 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 87 Figura 19. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 88 Figura 20. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 89 Figura 21. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 90 Figura 22. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 91 Figura 23. Resistencia a los 10 min es 0.37 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 92
Figura 24. Resistencia a los 10 min es 0.37 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 93 Figura 25. Resistencia a los 10 min es 0.38 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 94 Figura 26. Resistencia a los 10 min es 0.39 MPa y a las 24 horas llega 11.7 MPa 95 Figura 27. Slump promedio desde el mes de enero hasta octubre 2019 (Planta de
concreto) 97
Figura 28. Slump promedio desde el mes de enero hasta octubre 2019 (Labores
en mina) 98
CAPÍTULO I
PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Fundamentación del problema
La presente investigación se desarrolla en la “Unidad Minera Chungar”, productora de mineral de zinc emplazados en roca mala a regular como es; la marga gris y la marga roja, toda la explotación se realiza de manera subterránea mediante la perforación de taladros largos con equipos Simba Atlas Copco
El departamento de geomecánica determina un RMR de intervalo de 30 a 50 dando a conocer de un macizo rocoso de calidad regular a pobre, La empresa especializada Robocon SAC ésta dedicada en un 98% al sostenimiento con shotcrete y como empresa especializada es necesario en mejorar su calidad de entrega de los trabajos al cliente, para cumplir con el sostenimiento de los metros lineales programados y que la mezcla tenga la resistencia requerida y garantice la estabilidad del macizo rocoso. Se identificó que una de las causas en los ensayos de laboratorio resulta que las resistencias iniciales y finales de shotcrete no son los adecuados, es por ello que se está realizando los controles de ensayos del slump
en la planta de concreto y cuando llegan a las labores, en promedio se trasladan los mixer en 50 min, ello depende a la zona que va a llevar el concreto.
Para cumplir con el programa de sostenimiento la empresa Chungar tiene una planta de concreto de 50 𝑚3/hr, para el cual Robocon cuenta con 07 equipos lanzadores de concreto modelo alpha 20 con una capacidad de bombeo de concreto de 20 𝑚3/hr, 12 mixer de capacidad de 4.0 𝑚3, donde el ciclo promedio de dosificación-transporte-lanzado y retorno a planta es de 2 horas 10 minutos.
El mantenimiento de la planta de concreto se realiza cada miércoles desde las 5:00 am a 9:00 am, donde se identifican fallas, se realiza la calibración respectiva, y aun así no garantiza el 100% de efectividad en la alimentación al mixer por lo que la planta no estaría dosificando bien el concreto por 𝑚3.
Independientemente al tipo de terreno, otros problemas que se muestran son el exceso de rebote mayor a 10%, este es por el problema de bombeabilidad con el alpha 20, lo cual no se adhiere a la roca y la resistencia no es lo esperado.
Para mejorar la fijación del shotcrete en el terreno es necesario efectuar ensayos del slump y reactivos acelerantes de fraguado en la planta de concreto y en las labores donde se aplicará el sostenimiento, y con ello se cumplirá con los metros sostenidos programados y por consiguiente la mejora en la calidad de entrega al cliente.
El trabajo de investigación se realizó entre los meses de enero a diciembre del 2018.
1.2 Formulación del problema 1.2.1 Problema general.
¿Cuál es la importancia de controlar el slump que influirá en la resistencia inicial y final del shotcrete lanzado en la unidad minera Chungar?
1.2.2 Problemas específicos.
¿Cuál es el efecto del control del slump para mejorar la resistencia inicial y final del shotcrete lanzado con Alpha 20 en la unidad minera Chungar?
¿Cuál es la incidencia de los parámetros de presión y caudal de aire deficientes que afectan la resistencia del shotcrete lanzado en la unidad minera Chungar?
1.3 Objetivos de la investigación 1.3.1 Objetivo general.
Determinar la importancia de la relación directa entre el slump y la resistencia inicial y final, del shotcrete lanzado con Alpha 20 en la unidad minera Chungar.
1.3.2 Objetivos específicos.
Determinar el porcentaje de aditivo en el slump que tendrá el control en la resistencia inicial y final del concreto lanzado en la unidad minera Chungar.
Analizar en qué medida los parámetros como presión y caudal de aire deficiente afectan las resistencias iniciales y finales del concreto en la mina Chungar.
1.4 Justificación e importancia de la investigación 1.4.1 Justificación.
El tema de investigación planteado es mejorar la calidad de entrega del concreto, tomando en cuenta los siguientes parámetros; eficiencia, rendimiento, una buena disponibilidad mecánica de los equipos, calidad de lanzado de shotcrete, operadores capacitados, buena práctica de obtención de muestras de slump en la planta de concreto y en las labores.se sacará semanalmente los paneles y la prueba de rebote, haciendo el seguimiento a cada operador como va en su proceso de mejora en la destreza y lanzado de shotcrete.
1.4.2 Importancia.
Con el control del slump se estaría mejorando la calidad y seguridad del sostenimiento de la mina dando cumplimiento al “DS N° 024-2016-EM Título cuarto, Gestión de las operaciones mineras, Capítulo I, Estándares de las Operaciones Mineras Subterráneas- sub capítulo II-Desate y sostenimiento”:
Decreto supremo N° 024-2016-EM (2016): “Las actividades mineras que se encuentren operativas como: cruceros, galerías, cortadas, rampas, túneles y tajeos, podrá ser utilizado como elementos de sostenimiento el hormigón, conservando las especialidades técnicas de resistencia a la compresión simple, a la tracción, la flexo-tracción y a la adhesión. Los elementos de sostenimiento pueden ser combinados con pernos de roca, mallas, fibras, barras ranuradas de fricción, entre otros, considerando la geomecánica de las rocas” (DS° 024, 2016, Art. 228)
En cualquier caso, la utilización del hormigón demandará pruebas de laboratorio que certifiquen las características técnicas de resistencia. De la misma manera, los pernos de sostenimiento se someterán a pruebas de arranque, los
resultados estarán disponibles para la supervisión, fiscalización interna o gubernamental.
1.5 Alcances y limitaciones de la investigación 1.5.1 Alcances
Este análisis de este trabajo investigativo servirá directamente a la E.E.
Robocon S.A.C y al área de geomecánica, donde se evidenciará como la falta de ensayos de slump influencia en las resistencias iniciales y finales del shotcrete.
Para el logro del trabajo de investigación se exhortó al soporte de las diferentes áreas; área de operaciones, geo-mecánica, planeamiento, mantenimiento mecánico y de recursos humano.
El estudio de la investigación se tendrá como población a la planta de concreto y las 35 labores que realiza el sostenimiento la EE. Robocon Servicios SAC. Tomando como muestra al Tj 400 Nv 200 Ofelia de la zona Intermedia.
El ciclo del análisis para la investigación cubrirá el intervalo de enero a diciembre del 2018.
1.5.2 Limitaciones.
Para el desarrollo de la investigación, y en gran medida por la complejidad de las áreas involucradas, se desplegó algunas limitaciones detallas a continuación:
La investigación es alcance local, lo cual abarca el performance solo a las 35 labores en sostenimiento por turno que realiza la EE. Robocon servicios SAC.
Data inconsistente con el contexto real; proveniente del área de sostenimiento mecánico al área de operaciones, el cual ha sido corroborado durante la investigación.
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes del estudio
Tenemos los siguientes:
La tesis presentada por Franklin Camarena Cosme de la Universidad Nacional del Centro del Perú, Huancayo (20l6); “Optimización del sostenimiento con shotcrete vía húmeda con fines de minimizar costos y mejorar la producción de lanzado de la E. E. Robocon S.A.C. en la mina San Cristóbal - Cía. Minera Volcan S.A.A.”; presenta como conclusión: Se logró controlar y aminorar el % de rebote de fibras en el lanzado de shotcrete a través de la aplicación idóneas de las métodos de proyección de lanzado y el empleo exclusivo de un diseño de mezcla, logrando disminuir costos operativos por 𝑚3 de shotcrete. (…) “Se mejoró el rendimiento del sostenimiento con shotcrete vía húmeda, la calidad, vida útil y resistencia del concreto adherido a la roca, aplicando una dosificación ideal de insumos de shotcrete en el proceso de preparación y diseño de mezcla.”
La tesis presentada por Cesar Leoncio Guzmán Zúñiga de la universidad Ricardo Palma, Lima (2008); “Sostenimiento con shotcrete vía húmeda en la mina Cobriza”; cuyo contenido tiene como conclusión que: “No existe un patrón que defina al más resistente, debido a que la resistencia del concreto a compresión puede ser a raíz de la distribución de la fibra en la probeta.” (Guzmán, 2008, p.111)
La tesis presentado por Pedro Pablo Ramos Cupe de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima (2000); “La influencia de un curador de aplicación externa sobre las propiedades del concreto de mediana a baja resistencia con cemento portland tipo 1”; cuyo contenido tiene como conclusión:
La mayor resistencia del concreto, para los casos de resistencia a la compresión, tracción por compresión diametral y el ensayo de modulo elástico estático se obtiene con la muestra de curado por inmersión, por este motivo se considera con 100% a la muestra curado por inmersión para efectos de valores porcentuales. (Ramos, 2000, p.169)
En las muestras curadas aplicando una capa de curador Curadikret se obtiene: Para la resistencia a la compresión se obtiene como valor porcentual promedio de 89.9% correspondiente a proporciones agua/cemento de 0,60; 0,65 y 0,70 correspondiente a la edad del concreto de 28 días. (Ramos, 2000, p.169) 2.2. Bases teóricas
2.2.1. Slump de Concreto
El asentamiento es el “slump” que constituye la resistencia del concreto a sufrir desproporciones, midiéndose por medio de un ensayo sencillo de campo y laboratorio, denominada “cono de Abraham”. La prueba de slump provee información importante correspondiente a la uniformidad de la mezcla y es un
instrumento indispensable para el control de calidad del concreto fresco. Las variabilidades del slump en diversas mezclas de una equivalente dosificación señalan que ha sucedido cambios que han modificado alguna característica física, granulométrica de agregados, contenido de aire, T° o uso de aditivos. El ensayo
“slump flow” (extensión de flujo en español), es un método altamente empleado por su facilidad y por el coste del equipo que precisa, la prueba estima la capacidad de relleno (fluidez) de la mezcla, con base en el aparato y forma de la prueba del cono de Abrams, siendo este, seguramente el ensayo universal para determinar la docilidad o trabajabilidad del concreto fresco.
La Norma Técnica Peruana (NTP) instaura los cálculos del asentamiento del hormigón fresco ya sea en laboratorio o campo.
2.2.1.1. Resumen del método:
Se vierte las muestras del concreto fresco compactados y varillados en el molde que debe tener forma de cono trunco, debe elevarse de tal manera que permita al cemento desplazarse a razón de la gravedad. El efecto producido será el desplazamiento de la mezcla, este fenómeno se conoce como asentamiento del concreto, para medir este fenómeno se realiza desde la posición inicial y la desplazada (centro superior del concreto). En la presente investigación se busca realizar el control de asentamiento cada 30 minutos por un intervalo de tres horas, este control se realizará tanto para Diseño patrón sin aditivo como del Diseño con aditivo.
2.2.1.2. Procedimiento:
Compactado de la segunda y tercera capa penetrando la capa anterior 25 mm. (1ʺ) y varillar cercano al exterior proseguir circularmente formando una espiral hacia el centro.
Para el ultimo compactado en la tercera capa se debe asegurar un excedente de hormigón cubriendo al molde antes de comenzar el varillado, la cantidad de concreto debe exceder siempre el molde; encaso el concreto sea escaso, aumentar, conservando el exceso de mezcla sobre el molde.
Nivelar el concreto rodando la varilla de compactación en el borde superior del molde.
Mantener el molde firme y eliminar el concreto del área que rodea la base del molde, advirtiendo interferencias durante el asentamiento del concreto.
Subir el molde de un solo movimiento, sobrepasando los 12ʺ (300 mm). En un lapso de 5 ± 2 segundos.
Calcular con una precisión de ¼ʺ (5 mm) la diferencia de altura, comprendido de la parte superior del molde a el centro desalojado de la superficie del elemento de prueba. Si al ser elevado se genera en el cono una falla por corte, se debe descartar la prueba, cambiando a una nueva mezcla si la falla es reiterativa, existe la posibilidad de que concreto no tenga la plasticidad requerida para aplicar a la prueba de revenimiento.
Elabore la prueba, sin interrupciones y tomando un tiempo no mayor de 150 segundos.
2.2.1.3. Equipos para sacar la prueba del slump
Molde: está construido de un metal no atacable por la mezcla de concreto con grosor pequeño de 1,5 mm y su representación es la zona media de cono abierto en sus extremos. Ambas bases son paralelas entre ellas la primera de 20 cm de diámetro en la base inferior y la segunda de 10 cm de diámetro en la base superior formando ángulo recto con el eje del cono. El alto del cono será de 30 cm y estará provisto de estribos para la presión con los pies.
Barra compactadora: Es barra de acero lisa de l6 mm (5/8ʺ) de diámetro, de 60 cm de largo y terminación semiesférica.
2.2.1.4. Fragua inicial del concreto
La pérdida paulatina de la consistencia casi siempre es asociada al inicio de la fragua o endurecimiento inicial. Sin embargo mediante resultado de laboratorio, en donde se compara el tiempo de fragua a través del penetrómetro normalizado y medición de slump, no siempre existe una relación lineal o dependiente de otra variable. La cantidad de agua así como las temperaturas inciden notoriamente en los resultados. Por tanto la fragua inicial podrá definirse,
como aquella consistencia del concreto, para la cual se requiere un esfuerzo de 500 psi para poder penetrarlo l pulgada.
2.2.1.5. Desarrollo de la resistencia a la compresión temprana o inicial
El proceso de endurecimiento inicial empieza a darse durante la primera fase de la hidratación del cemento, es decir la liberación del calor de los componentes químicos (calcio, silito, aluminio, etc.), cuando ellos entran en contacto con el agua, ahí se producen y catalizan las reacciones endo y exotérmicas, algunos de origen puzolánico que dan origen a las fuerzas intermoleculares difíciles de romper. Este desarrollo de resistencia inicial puede durar algunas pocas horas, como también podría retrasarse en virtud de la temperatura, aditivo químico, finura del cemento, etc.
2.2.1.6. Fragua final del concreto
Es aquel estado de consistencia o dureza del concreto, para el cual se requiere de un esfuerzo de l400 psi para lograr penetrarlo 1 pulgada.
2.2.2. Componentes del cemento
a. Cemento Portland: Los cementos hidráulicos presentan la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua porque reaccionan químicamente, debido a la reacción química con esta, y de esta manera formar un material de excelentes propiedades aglutinantes.
b. Aditivos: son componentes orgánicos o inorgánicos que son adicionados al concreto y que independientemente de su %, actúan en los volúmenes de la mezcla modificando de manera rígida el comportamiento del concreto, originado una diversidad de concretos modernos y especiales modifican de
forma dirigida algunas características de su comportamiento, dando lugar a toda la gama de los concretos modernos y especiales.
El objetivo de los aditivos es modificar las propiedades o componer alguna propiedad que la mezcla en sí no ostenta, estas modificaciones pueden ser temporales o permanentes durante su estado fresco o endurecido; se aplica en dosis pequeñísimas y su efecto es de índole físico, químico o físico-químico.
c. Aditivo acelerante: Es el insumo destinado a la aceleración del endurecimiento o perfeccionamiento de la resistencia original del concreto lanzado (shotcrete). Para la unidad minera se utiliza aditivos promotores de fragua que crea alta resistencia a periodo temprano.
Tipos de Aditivos:
d. Agregados: denominados asimismo áridos (arena y piedra) que conforman en promedio el 75% en volumen de la mezcla habitual de concreto. Son obtenidos por la elección y clasificación de materiales naturales o generados de chancadoras o por combinación de uno y otro. Estos agregados que se emplearán para el shotcrete corresponden cumplir los lineamientos Standard.
Las especialidades de los agregados son determinantes para obtener un concreto de gran resistencia. Los agregados en el concreto limitan la retracción
inherente de la pasta de cemento, de este modo la cabida de deformación y las adherencias con la pasta corresponden a las propiedades físicas, de relevancia fundamental en la contorsión del concreto.
Obedeciendo las particularidades de los agregados y volumen de concreto, la contracción corresponderá a una porción de pasta sola, previéndose un orden de magnitud de un cuarto o sexto fragmento de la atribuido a esto. De esta manera a mayor rigidez del agregado y mayor módulo de elasticidad, se incrementará la disminución de retracción para el concreto. En general los agregados son una combinación de partículas de procedencia natural o artificial; pudiendo ser tratados o elaborados, y sus dimensiones se encuentran fijadas por la Norma Técnica Peruana 400.011.
Agregado fino
Agregado grueso
e. Retardadores: es de empleo restringido y en lugares de clima cálido su uso puede impedir la formación de unes frías en capas repetidas, consiguiendo así capacidades impermeables. Habitualmente acaece una dilación en el endurecimiento.
f. Fibras Metálicas: son filamentos de acero y segado en pedazos, que se usan para vigorizar la estructura del concreto sin afectar sus otros componentes.
Ventajas
Propiedades
Aumento de la resistencia a la fatiga.
Ahorro de materiales directos
Ciclos de edificación dada la ausencia de mallas electro soldadas en refuerzo tradicionales.
Las ondulaciones de las fibras han sido trazadas a modo que se permita una interacción máxima entre el acero del hormigón.
La adición de fibras mejora las características notablemente del material natural o artificial. Existen fibras de distintas naturalezas (nylon, fibras de vidrio, polipropileno, polietileno, acero, etc.). Los más utilizados y populares
Las ventajas del acero es tener un módulo de 10 veces más elasticidad que el hormigón; además de las propiedades de una buena adherencia de éstas a la mezcla, un alargamiento superior de rotura y su desenvoltura en el mezclado.
g. Súper plastificante (reductores de agua): se emplean con tres propósitos y generalmente e en el proceso por vía húmeda;
Suelen definirse como; “aditivos químicos que permiten mantener una adecuada trabajabilidad del concreto fresco con bajas relaciones agua/cemento durante un período razonable, sin afectar el comportamiento de curado y endurecimiento.” (Ramachandran, 1998)
h. Agua: Es el elemento de hidratación de las partículas de cemento para permitir que estas desarrollen sus propiedades aglutinantes. La norma indica el uso de agua potable.
El agua al ser un componente primordial debe cumplir requisitos para realizar la combinación química. Con referencia a la mezcla, el agua tiene la función de reaccionar con el cemento para hidratarlo, también, sirve como lubricante para generar mayor trabajabilidad. Otorga la estructura de vacíos necesarios en la pasta para el desarrollo adecuado de los productos de hidratación. El inconveniente del agua de mezcla recae en las impurezas y su cantidad, que reaccionan químicamente con las unidades del cemento, provocando efectos
dañinos (endurecimiento lento, disminución de su resistencia, eflorescencia, contribución a la corrosión del acero, modificaciones volumétricas, etc.). En la actualidad no existe uniformidad en los criterios en cuanto a los límites permisibles para las sustancias que contenga el agua utilizada en la mezcla.
Solo se podrá emplear agua potable si este está limpio y libre de sustancias nocivas como son los aceites, áridos, álcalis, materia orgánica, etc.
i. Diseño de mezcla de shotcrete vía húmeda
Tabla 1. Diseño de shotcrete Vía Húmeda con fibras para mina Chungar- labores temporales.
Para labores permanentes es 20,00 kg y cuando es mezcla especial se aplica 40,00 kg de fibra metálica.
j. Proceso de aplicación
Figura 1. Proceso de aplicación de lanzado de shotcrete
Fuente: Planta de concreto Chungar
2.2.3. Propiedades del concreto
a. Resistencia a la compresión: Según Sánchez (1996), “la gran mayoría de estructuras de concreto son diseñadas bajo la suposición de resiste únicamente esfuerzos de compresión, por consiguiente, para propósitos de diseño estructural, la resistencia a la compresión es el criterio de calidad, y de allí que los esfuerzos de trabajo estén prescritos por los códigos en términos de porcentajes de la resistencia a la compresión.” (p. 81)
b. Resistencia a la tracción: Por naturaleza el concreto es muy débil a esfuerzos de tracción, esta propiedad con frecuencia no es tomada en cuenta cuando se diseña estructuras normales. La tracción está relacionada con el agrietamiento
del concreto, causada por la contracción inducida por el fraguado o por los cambios de T°, que generan esfuerzos internos de tracción.
c. Resistencia a la flexión: Los componentes sometidos a torcedura presentan una zona sometida a compresión y distinta región donde prevalecen las fuerzas de tracción. Este factor es sustancial en distribuciones de concreto simple.
d. Resistencia a cortante: La resistencia a fuerzas cortantes es mínima, pero ordinariamente se consideran por los códigos del diseño de estructuras. Este tipo de esfuerzos es primordial en el bosquejo de vigas y zapatas, en el cual muestra valores mayores a la resistencia del concreto.
e. Determinantes de la resistencia: los definitivos de la resistencia de un concreto en escenarios normales seran:
La marca, tipo, antigüedad, superficie específica y composición química del cemento.
La aptitud del agua.
La resistencia por adherencia pasta-agregado.
La porosidad de la pasta.
La relación gel-espacio.
El fraguado
El curado
La edad del concreto
Las condiciones del proceso de puesta en obra
f. Resistencia de los Agregados: Para la resistencia sea conveniente del concreto, los agregados deben tener los requerimientos de calidad y las siguientes especialidades:
i. Textura y forma. Los elementos de agregado con textura rugosa o de diseños angulares generan concretos más resistentes que las redondeadas o lisas, esto porque hay existencia superior de cohesión entre los granos gruesos y el mortero.
ii. Granulometría. La masa de agregados con granulometría uniforme, admiten obtener mezclas de alta capacidad, más densas y por ende se logra resistencias superiores.
iii. Resistencia. Aunado al factor rigidez propia de los granos de agregado modifican la resistencia del concreto.
g. Influencia del tamaño máximo. Para los concretos normales, hay un rango amplio en los tamaños máximos que pueden usar para una misma resistencia, esencialmente con igual contenido de cemento. Únicamente se requiere de mayor cantidad de cemento si se utilizan agregados de tamaños pequeños. La adherencia entre la pasta de concreto y los agregados se debe a que, durante el proceso de fraguado y endurecimiento, se genera una superficie de cohesión producida por la trabazón entre los agregados y la pasta. La interacción entre los dos elementos, además de variar con el tiempo, algunas veces lo hace también con la composición mineral de los materiales, es cuya
acción se presentan fenómenos tanto físicos como químicos. La zona de contacto, llamada interface “agregado-matriz”, es la fase más importante del concreto que establece el enlace crítico y normalmente se constituye en el elemento más débil de la masa endurecida.
h. Relación Agua-Cemento. Volumen del agua en masa, sin considerar el agua adsorbida por los agregados, sobre la cantidad de cemento en. A menor agua en relación al cemento, mayor su resistencia a la compresión, menor fluidez o trabajabilidad y mayor durabilidad y a mayor agua en relación al cemento es menor su resistencia a la compresión, mayor fluidez o trabajabilidad y menor durabilidad, en donde se observa que, para una relación a/c menor, mayor es la resistencia, pero también depende de la forma de compactación.
Al ser menor la cantidad de agua con relación al cemento posee menor cantidad de poros y vasos capilares que se forman durante su evaporación, de la misma forma al tener menor porcentaje de porosidad mayor es la resistencia a compresión.
i. Impermeabilidad
La permeabilidad se refiere al movimiento de un líquido en presencia de un gradiente de presión como es el que tiene lugar en las estructuras de contención de agua. La permeabilidad se mide sobre medios saturados. En el caso del concreto este debe estar saturado para poder medir la permeabilidad que se expresa en términos de m3 / (m2 s), es decir en m/s.
j. Trabajabilidad
Es una propiedad del concreto que casi siempre es motivo de preocupación.
Siendo determinada por la resistencia final de una probeta de compresión.
Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse con frecuencia reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.
k. Propiedades principales del concreto fresco
Consistencia: Propiedad que define la humedad de la mezcla por el grado de fluidez de la misma; entendiéndose con ello que cuanto más húmeda es la mezcla, mayor será la facilidad con la que el concreto fluirá durante su colocación. (Riva 2000)
Es la habilidad del mortero y concreto fresco para fluir, es decir la capacidad de adquirir la forma de los encofrados que los contienen. (Instituto del concreto 1997)
El método de determinación empleado es el ensayo del Cono de Abrams o Slump (NTP 339.035 y ASTM C 143) que define la consistencia de la mezcla por el asentamiento (es decir, cuanto más húmeda es la mezcla, mayor es el asentamiento), medido en pulgadas o centímetros, de una masa de concreto que previamente ha sido colocada y compactada en un molde metálico de dimensiones definidas y sección tronco cónica. El asentamiento resulta ser la medida de la diferencia de altura entre el molde metálico estándar y la masa de concreto después que ha sido retirado el molde que la recubría. (Gamero 2008)
“La consistencia se modificada fundamentalmente por variaciones del contenido de agua de la mezcla. En los concretos bien proporcionados, el contenido necesario para producir un asentamiento determinado depende de varios factores, se requiere más agua con agregados de forma angular y textura rugosa, reduciéndose su contenido al incrementarse el tamaño máximo del agregado.” (Estrada y Páez 2014)
Tabla 2. Consistencia y trabajabilidad según el asentamiento
Figura 2. Prueba de slump en la planta de concreto
Cuando las especificaciones del asentamiento no se presentan como exigencia máxima; la NTP 339.114 – Concreto premezclado, brinda ciertas tolerancias, los que a continuación serán indicados.
Tabla 3. Tolerancia de asentamiento nominal
Trabajabilidad: “Es la propiedad del concreto que determina la capacidad que tiene para ser manipulado, transportado, colocado y consolidado
adecuadamente, con un mínimo esfuerzos y un máximo de homogeneidad, también para ser acabado sin presentar segregación. Puede ser clasificada según el sentamiento de la mezcla en baja, media y alta.” (Gamero 2008) 2.2.4. Sostenimiento con concreto lanzado (shotcrete).
Se da el nombre de Concreto Lanzado o Shotcrete, al compuesto “pre- confeccionada”, de: cemento, áridos, fibra, agua y de manera opcional aditivo súper plastificante, vía seca o vía húmeda. Trasladado a la zona a fortificar y por medio de una manguera es impulsado con aire presurisado a alta velocidad hacia la superficie rocosa; se le completa un aditivo acelerante de fragua para producir aceleración en el endurecimiento del concreto.
2.2.4.1. ¿Qué significa shotcrete?
El shotcrete (mortero, o “gunita”) empezó a utilizarse hace en las primeras décadas del siglo XX. Aun en la actualidad se emplea el nombre
“gunita”, en ciertas clasificaciones (equivale al mortero proyectado), pero los límites de dimensiones de grano difieren entre los países desde los 4 hasta los 8mm, Para obviar esta desigualdad entre mortero proyectado y shotcrete, en la investigación emplearemos el término “shotcrete” para describir a la mezcla proyectada de cemento y agregados. En la actualidad se conocen dos métodos de utilización del shotcrete: el de vía seca y húmeda. Las aplicaciones iniciales del shotcrete se iniciaron mediante la vía seca; en este proceso se elabora una mezcla de arena y cemento en una máquina, la mezcla es transportada por mangueras utilizando aire comprimido; el agua requerida para la hidratación es adicionada en la boquilla de la manguera. El uso del método de vía húmeda tomo relevancia después de la Segunda Guerra Mundial. A modo similar del concreto ordinario, es preparado la composición con el agua a su capacidad
idonea para hidratarla, siendo bombeadas por dispositivos especiales por medio de mangueras. El predominio del material se realiza por medio de la adición de aire presurizado a la boquilla.
Por más que algunos investigadores aseveran que el shotcrete es un concreto especial, lo real es que es simplemente otro método para colocar el concreto. Semejante a como ocurre con la metodología tradicional, el shotcrete requiere condiciones específicas del concreto en la proyección, y paralelamente demanda satisfacer todas las instancias tecnológicas habituales del concreto: relación agua-cementante, volumen de cemento, consistencia adecuada y pos tratamiento. Es cotidiano encontrar trabajos de shotcrete de deficiente calidad causado por la omisión de que el shotcrete no es otra cosa que aplicar el concreto de distinta manera, y que es primordial cumplir a cabalidad los requerimientos tecnológicos del concreto.
Los equipos para la proyección de uno y otros métodos tanto por vía húmeda o por vía seca, se han ido mejorando de manera superlativa.
2.2.4.2. Utilidad del shotcrete
Una de las superioridades que presenta el shotcrete está dentro de la construcción y sus procesos; como por ejemplo en problemas de túneles (estabilidad) y construcciones subterráneas. Por otro lado, gracias a los avances tecnológicos, han permitido que el shotcrete sea una herramienta indispensable en una diversidad de áreas. Además, el shotcrete es un método clave para construcciones con rocas en diversas obras como por ejemplo:
Edificación de túneles
Ordenamientos mineros
Hidroeléctrica
Estabilización de taludes
Más del 90% del shotcrete empleado, es utilizado para la base del macizo rocoso. En la actualidad, el shotcrete es empleado en menor frecuencia que el concreto tradicional; aun así, brinda una diversidad de aplicaciones, posibles, entre ellas:
Recubrimientos de canales
Construcción, reconstrucción y reparaciones
Mamparas marinas
Concreto refractario
Protección (incendios y corrosión)
Agricultura (pozas de bosta)
Mampuesto y estabilidad de muros de baldosa
El shotcrete es considerado el método del futuro en la construcción, gracias a sus innumerables atributos como la flexibilidad, celeridad y economía.
2.2.4.3. Principios del shotcrete
La técnica de uso del shotcrete se adquiere a través de la práctica, la investigación y el desarrollo de equipos y métodos de control, para conducir una producción procedente y de calidad. A nivel internacional, se ha logrado avances significativos desde los primeros usos del shotcrete para fijar rocas;
pero, es necesario seguir desarrollando tecnologías para proyectos de construcción y reparación fundados en el conocimiento teórico y práctico del método.
2.2.4.4. Proceso del sistema de concreto lanzado
2.2.4.5. Métodos
Existen dos (02) métodos de shotcrete: el primero denominado “seco”
(se aumenta agua para hidratación en la boquilla de influencia), y el segundo
“húmedo” (las mezclas transportadas ya contienen agua suficiente para la hidratación).
Los dos métodos presentan ventajas y desventajas, y la elección del idóneo son condicionados por los requisitos netos del proyecto, así como de la experiencia técnica del personal a cargo. Hace algunos años, el procedimiento más empleado era el de vía seca, sin embargo, al día de hoy, el método más frecuente es el de vía húmeda sobre todo shotcrete para soporte de rocas, debido a que ofrece una mejor ergonomía, mayor calidad, uniformidad y manufactura.
Los últimos avances tecnológicos del shotcrete tienen relacion con el método de vía húmeda. Entre algunos de ellos, figuran nuevas generaciones de
adicciones (Delvocrete, MEYCO TCC, curador interno de concreto, microsílice y fibras metálicas).
a. Método de vía húmeda
Proceso en el cual se hace una mezcla de cemento y adheridos dosificados (por peso), adicionándose agua y aditivos diferentes. La mezcla es bombeada por conductos hacia una embocadura, ahí es inyectado aire comprimido y un acelerante antes de ser proyectada de manera continua.
b. Aplicación
Con el método de vía húmeda se emplea un concreto pre mezclado o un mortero pre envasado. Es posible controlar la relación agua/cementante en cualquier momento del proceso. La consistencia puede ser graduada a través de aditivos.
Antes de iniciar se debe examinar la superficie rocosa, y determinar las clases de soportes precisos.
Limpieza de la superficie con aire comprimido y agua, es muy importante empezar la limpieza en la parte superior del túnel y seguir en trayectoria descendente en ambos lados.
Cuando el concreto llega al frente de trabajo se debe medir la variación de la mesa de instalación y la T°. Si hay interrupciones (+15 minutos), se debe inspeccionar la variación de la mesa de asentamiento justo antes de volver a empezar la operación de proyección. Igualmente, anotar la localidad y el nombre del operario de la boquilla en el formulario de tipo especial.
Se exhorta que la desviación de la mesa de asentamiento fluctúe entre 50 y 60 cm. Por el contrario, o si el concreto tiene más de 2 horas de elaboración, informar al supervisor responsable.
El terraplén debe iniciar colmando aberturas y rendijas en la superficie.
Conservar una distancia entre la boquilla y la superficie de influjo de 1 a 2 metros. Si la distancia de proyección se reduce se debe mover la boquilla con mayor celeridad.
La boquilla tiene que señalar a la superficie en ángulo recto para optimar la compactación y la alineación de la fibra. Por el contrario, resultará un concreto defectuoso con baja densidad.
Vigilar la relación entre la presión de aire, el acelerante y el flujo de concreto. Con altas dosis de acelerante, se resta el movimiento sobre la superficie de shotcrete esto por el fraguado efímero. Los adheridos gruesos no penetrarán en la superficie y rebotarán y el flujo de concreto tendrá más polvo que lo normal. Una sobredosis de acelerante puede dar un aspecto “húmedo” al shotcrete de la pared, pero el fraguado será muy alígero y la superficie relucirá vitrificada. También, puede provocar efectos de “disparo” en la boquilla. La cantidad de acelerante debe mantenerse entre 10 y 40 kg/m3. En la pared es posible emplear menor acelerante que en la superficie de la clave.
La capa inicial tiene que ser delgada (máx. 10 cm) para impedir el desprendimiento del concreto fresco. Las sucesivas pueden oscilar entre 5 a 15 cm (depende del tipo de acelerante) y la composición final de la pared.
c. Rebote
Representa un costo agregado elevado, por ello debe conservar al mínimo.
En ensayos de campo, se ha logrado establecer que las mezclas de shotcrete con hidratación registrada presentan un mínimo rebote. Seguramente, debido a la falta de una hidratación previa del cemento, y consecutivamente se están proyectando composiciones con cemento “fresco”.
c.l. Volumen de rebote
El rebote está hecho por elementos que no se fijan a la superficie en tratamiento, el % de rebote puede depender de:
Proporción agua/cemento
Destreza del operante
Proporción de la mezcla
Granulometría de la mezcla
Eficiencia de la hidratación
Árido grueso = Mayor rebote
Presión de agua
Diseño de la boquilla
Rapidez de Proyección
Capacidad de la presión de aire (6 kg/cm2)
Densidad de la aplicación
Determinaciones del trabajo
Dosis del acelerante
d. Método Austriaco de tunelería “NATM”
Es un método que completa el comportamiento del macizo rocoso y la investigación de las deformaciones en una cárcava subterránea. Incluye el método por vía húmeda y busca incorporar aditivos de acelerantes de fraguado en la boquilla, este efecto permite aplicar el shotcrete como primer soporte.
Una función importante en la técnica “NATM” para controlar el rebote de fibras. En general, y debido a posibles irrupciones de agua se demanda una mayor proporción de aditivos para acelerar el fraguado del shotcrete, para lograr que los elementos del concreto queden en contacto total con el macizo rocoso.
e. Aplicación de lanzado de shotcrete
El método del shotcrete se administra por nociones propias, que se refieren al manejo de la boquilla y a la distribución del material sobre el substrato.
Es imperativo que el operante cuente con el discernimiento y la experticia idóneos para conseguir un trabajo de calidad.
El objetivo del método es lograr una capa maciza, densa y adherida firmemente; mejorando el empleo de la mezcla (pérdida por rebote mínima).
A continuación, algunos procedimientos de maniobra en el lanzado por vía húmeda.
La calidad conlleva principalmente de la maestría del operante.
El flujo del concreto tiene que ser continuo.
El flujo de agua se debe distribuir de manera continua para lograr una mayor eficiencia entre el agua y el cemento.
El depósito dosificador debe tener niveles para el control del consumo por m3 de lanzado.
La exploración de una obra minera se deberá iniciar al nivel del piso y se continuará en ascenso.
A un lanzamiento por capas se descarta el rebote y lavándose la superficie
“shotcreteada”.
El flujo del aire se debe administrar de manera continua (libre de oscilaciones).
f. Técnicas para la proyección y lanzado de shotcrete 1) Técnica de 10s 360°
Monitoreo del caudal y el flujo de la presión del aire.
Control de la distancia y la posición de la tobera hacia la superficie (según presión de aire entre 0.80 a 1.20 m)
Mantenimiento de la distancia en giro circular del conducto.
Control del diámetro de la revolución del orbitor.
Medición del volumen de cada bombeo de impacto en la superficie.
Control de las dos medidas en volumen del diámetro del orbitor (oscila entre ½, ¼ de pulgada; depende de la capacidad de bombeo del equipo.)
Avance de la proyección tomando en cuenta la distancia del diámetro del orbitor (entre 20 a 30 cm/c. bombeada).
Evaluación permanente de la dosis de la mezcla y el abastecimiento.
2) Técnica del “VPACA”
Se aplica siempre en cuando se tenga la inspección del equipo y toma en cuenta la calidad de la mezcla.
Verificación del área y/o la superficie para la proyección del shotcrete.
Posicionamiento de la tobera perpendicular a la superficie.
Abastecimiento de la mezcla con caudal permanente hacia la tobera.
Control de la distancia de la tobera a la superficie, en consideración de la presión de aire.
Proyección del shotcrete tomando consideración del espesor demandado.
g. Control de calidad
Se ha cuestionado; equivocadamente, el método de shotcrete por vía húmeda pues no genera resultados de calidad alta. Sin embargo, en la empresa
“ROBOCON SAC” se viene ejecutando un “Control de Calidad” el cual radica en ensayos de laboratorio, para evidenciar que estén satisfactorios para los clientes.
2.3. Ubicación y geología de la unidad minera Chungar- Glencore Group SAC 2.3.1. Ubicación y acceso
La empresa administradora “Chungar SAC” se localiza en la cordillera de los andes del Perú, donde la T° varía desde -10 °C (noches) hasta 30 °C (día);
con una T° ambiente promedio de 8 °C con ichu (Stipa ichu) como vegetación endémica predominante.
La ubicación política la demarca el distrito de Huayllay, (UTM: N 8 780 728 y E 344 654) a una altura de 4,600 m.s.n.m. La accesibilidad a la mina cubre tres vías, correspondiendo a la carretera central el acceso principal.
Lima – Oroya – Cruce de Villa de Pasco - Huayllay: 313 km, carretera asfaltada y 15 km en carretera firmada hacia la mina de Chungar (328 km.
Totales)
Lima – Canta – Chungar: 219 km.
Lima – Huaral – Chungar 225 Km.
Figura 3. Ubicación y acceso hacia la unidad minera Chungar
2.3.2. Historia
En 1913; Mateo Galiuf avizora un afloramiento oxidado fornido al margen de la laguna Naticocha, no siendo otra cosa que la continuidad de la veta restauradora; propiedad de Huarón, prolongándose de este a oeste por debajo de la laguna Naticocha; viendo que el área se encontraba en condición de libre, Galiuf la denuncia y toma posesión de la concesión ese mismo año, con el nombre de Montenegro. Ya por 1936, el Sr. Galiuf comienza una faena de reconocimiento de 50 m. al este sobre la cota 4,610 m.s.n.m., afloramiento al que denomina veta principal. Desde 1939 a 1947 concurrieron trabas limítrofes hacia el este de la concesión restauradora propiedad de la Cía. Minera Huarón, en este lapso, Huarón sisó ilegalmente por el sistema “Glory Hole” cerca de 5º0000 TMS desde el Nv.400 hasta Nv. 605, en un tramo de 50 m. al oeste del límite de restauradora.
De 1947 a 1956 militó un litigio administrativo y judicial por la irregularidad cometida por Huarón.
2.3.3. Geología
2.3.3.1. Geología Regional
Las unidades litoestraligráficas que emergen en la región minera de Animón – Huarón se constituyen por sedimentitas de medio terrestre de tipo
“molásico” denominados “Capas Rojas”, rocas volcánicas andesíticas y dacíticas con plutones hipabisales.
En la región pulula las “Capas Rojas” que es propiedad del Grupo Casapalca; largamente distribuida en todo lo largo de la Cordillera Occidental, desde el linde continental hacia el este, y está compuesto por areniscas arcillitas y margas de pigmento rojizo o verde en estratos delgados con algunos lechos de
conglomerados y esporádicos horizontes lenticulares de calizas grises, se calcula un grosor de 2,385 m. y registrados del cretáceo superior terciario inferior (Eoceno).
De manera contraria a las “Capas Rojas” y otros elementos litológicos del cretáceo, posee una serie de rocas volcánicas con dimensiones versátiles, formado por una cadena de derramamientos lávicos y piroclastos, principalmente andesíticos, dacíticos y riolíticos referentes al Grupo Calipuy que frecuentemente exponen una pseudo estratificación sub horizontal a manera de bancos medianos a gruesos con diversos colores (gris, verde y morados). A nivel local presentan interposiciones de areniscas, lutitas y calizas muy silicificadas que pueden pertenecer a una interdigitación con algunos horizontes del Grupo Casapalca. Proceden del cretáceo superior-terciario inferior (Mioceno) y se le ubica al Suroeste de la mina Animón.
A nivel regional sucede una peneplanización y almacenes de rocas volcánicas ácidas prototipo “ignimbritas tobas” y comprimidos de composición riolítica que cedido en efigies “caprichosas” resultado de la “meteorización diferencial” conocida como “Bosque de Rocas” es de la época del plioceno.
Ultiman el Marco Geológico-geomorfológico una erosión glaciar posterior en el pleistoceno, de vital importancia en la región, consolidándose como el rasgo más locuaz de la actividad glaciar la creación de una gran cantidad de lagunas.
2.3.3.2. Geología Local
El depósito de Animón litológicamente se conforma por sedimentitas que muestran un periodo de emersión y una intensa denudación. Las “Capas Rojas”
del Grupo Casapalca exhiben dos ciclos de sedimentación: El ciclo más arcaico con l 400 a l 500 m. de grosor y el ciclo más reciente con una eficacia de 800 a
900 m. Cada ciclo, a nivel interno se define por la cantidad de conglomerados y areniscas, a nivel superior muestran horizontes de chert, yeso y piroclásticos. La gradación de los clastos y su disposición señalan que los materiales preceden del Este, posiblemente de la zona correspondiente en la actualidad por la Cordillera Oriental de los Andes.
Dos alineaciones marcadas se distinguen en el distrito minero: “Formación Inferior” y “Formación Superior”.
a. Formación interior
Formado por tres (3) unidades:
Unidad Inferior. Compuesta por margas y areniscas, ubicándose en la parte céntrica y más recóndita del anticlinal de Huarón, su espesor excede los 800 m.
Unidad Media. Emerge en el ala Este del anticlinal y es perpetuo por algunos kilómetros con un espesor de 485 m. Se difieren los horizontes:
Horizonte Base. Formada por la conglomeración Bernabé;
“metalotécto” de suma importancia en la región con un espesor de 40 m. y está conformado por clastos de cuarcita de 10 cm de diámetro y matriz arenosa.
Horizonte Central. Compuesto por areniscas y margas rojas, presenta potencia de 420 m.
Horizonte Techo. “Metalotécto calcáreo chertico” de Sevilla y Córdova de color cárdeno y gris claro, masivo, lacustrino, grosor de 25 m.
Unidad Superior. En la plataforma presenta cinco (5) niveles de
aglomeraciones que en total logran de 80 m. Sus sedimentaciones son detríticos procedentes de la erosión de la Unidad media; se presentan bloques de gran tamaño de “chert redepositados”, continuados de areniscas violáceas y de nivel calcáreo. En totalidad la unidad presenta un grueso de 300 m.
b. Formación superior (Serie abigarrada)
Con un grosor de 800 m., es una masa rocosa insuperable que está contenido en uno y otro flanco del anticlinal. En el lado Este es escasamente silicificada, que surge con conglomerados orondos propicios para la mineralización, por ello es uno de los “metalotectos” sustanciales de la región destacado como “Conglomerado San Pedro”, presenta clastos magnos de cuarcita y caliza; la caliza es sencillamente reemplazada por sulfuros. El “Conglomerado San Pedro” presenta un grosor de 20 a 50 m., con una variación de areniscas con detrítos volcánicos, conglomerados intermedios, arcosas, areniscas conglomerados, areniscas y niveles calcáreos chérticos de 30 m. y areniscas margosas. La “serie abigarrada”
se distribuye principalmente en el area de Quimacocha.
Figura 4. Geología regional 2.3.3.3. Geología Estructural
a. Plegamiento
Gracias a la Orogénesis Incaica, en esfuerzos constrictivos Este-Oeste, las sedimentaciones preterciarios y terciarios están intensamente plegados en
disposiciones orientadas a nivel regional al N 25° W. La exposición tectónica primordial zonal es el anticlinal de Huarón, con las siguientes características:
De pliegue irregular, con extremo oriental de alta pendiente 50°-60°E que el occidental 35°-42°W.
El llano axial esta direccionado al N 20°-30°W y ladea al oeste.
El plano axial tiene en la parte céntrica del distrito una suave curva hacia el este.
El eje del anticlinal tiene un doble hundimiento; en la parte norte 15°- 20° al Norte y la parte sur 5°-8° al Sur.
Las extensiones de la distribución son: 20 km a lo largo de la zona axial longitudinalmente y 6 Km zona axial transversal. A 3,5 km al oeste del anticlinal de Huarón se sitúa el sinclinal de Quimacocha, cuyo plano axial es paralelo al anticlinal de Huarón. La geometría del anticlinal de doble hundimiento involucra que el coloso fue originado por una desproporción dómica como respuesta a fuerzas tectónicas orientadas hacia el Este y hacia lo alto, el efecto mayor orientado al N65°E fue aplicado en la zona céntrica del distrito y la consecuencia intermedia se dirigió hacia la parte de arriba.
b. Instructivo
La atenuación de las potencias tectónicas compresionales pre intrusivas y el efecto del rebote elástico concentrado en todo lo largo de la zona axial longitudinal y de la zona axial transversal ocasionaron zonas de tensión o de debilidad y causaron rompimientos en el anticlinal. Estos rompimientos sirvieron de canales de circulación y de sedimentación de los fluidos ígneos de estructura monzonítica cuarcífera y se establecieron los diques axiales
longitudinales y transversales. Los primeros, se muestran como un enjambre de seis (6) diques contenido en un cuerpo lenticular, con 1.4 km en la parte más ancha y se orienta al N 25° W. Esta sección adelgaza gradualmente en su senda de 2 km al norte y de 5 km al sur. Los segundos, exponen una dualidad en el afloramiento gracias al efecto de las fallas normales de edad post intrusiva y premineral, originados en el movimiento de ascenso de la parte céntrica del anticlinal de hundimiento doble.
La anchura de los diques longitudinales en superficie y en la parte céntrica logran 350 m., en depresión suelen adelgazarse y a inclinarse 85°- 88° W.
Los diques axiales transversales distinguen la parte oriental del anticlinal. En esta área se puede observar tres (3) diques en orientación E-W y N 85° W expandidos en una franja de 300 m. de ancho.
Al lado Este, los diques enflaquecen y ocupan de 350 – 400 m. de longitud.
En la parte céntrica del anticlinal, los diques axiales longitudinales y los transversales se acoplan, logran su potencia máxima y son más profusas.
Los diques longitudinales y transversales han alejado por pocos metros a los horizontes litológicos sin originar metamorfismo.
c. Fracturamiento
En periodos ulteriores, por la localización de los diques axiales, el anticlinal de Huarón fue reducido reiteradamente debido a fuerzas dómicas, y su resultante primordial se orientó al S 80° E. Estos impulsos excedieron el límite elástico de las formaciones litológicas y originaron el “fracturamiento transversal y longitudinal” del anticlinal y el alejamiento ascensional de la parte céntrica del distrito.
