0.- DESCRIPCIÓN GENERAL

Transcripción

1 Hormigón proyectado por vía húmeda

2 INDICE 0.- DESCRIPCIÓN GENERAL CAMPO DE APLICACIÓN OBJETIVO PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN Diseño de la mezcla Cemento Microsílice Áridos Relación agua/cemento Superplastificantes/reductores de agua de alta actividad Estabilizantes de fraguado Acelerantes/activadores de fraguado Fibras Mezcla de los componentes Transporte Puesta en obra Preparación del soporte Proyección Curado Curadores internos INFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS EMPLEADOS Criterios de selección de aditivos para el hormigón proyectado RECOMENDACIONES ESPECIALES ENSAYOS DE CONTROL DE EJECUCIÓN Consistencia según UNE-EN Obtención, preparación y ensayo a compresión o tracción de probetas testigo para hormigón proyectado según UNE Determinación del contenido de fibras de acero según UNE Determinación del tiempo de fraguado según UNE Determinación del rechazo según UNE Determinación de la resistencia a compresión in situ según UNE Resistencia a compresión a edades tempranas según UNE

3 0.- DESCRIPCIÓN GENERAL En el presente Pliego de Condiciones se dará una visión general sobre las características y los pasos necesarios para la confección y puesta en obra de hormigón proyectado por vía húmeda, en referencia a la norma UNE y a las recomendaciones de la EFNARC. 1.- CAMPO DE APLICACIÓN Este procedimiento es aplicable a la confección de gunitas por vía húmeda para revestimientos interiores de túneles, operaciones de minería, estabilización de taludes, etc. No se contemplan en el presente pliego las técnicas, productos y sistemas de proyectado por vía seca. 2.- OBJETIVO Fabricación, puesta en obra de hormigón especial para su aplicación por proyección por vía húmeda. Versión 5.0 Enero 2009 Página 3 de 14

4 3.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN Diseño de la mezcla. En su composición básica, el hormigón proyectado está compuesto por: Cemento Microsílice Agregado Aditivos superplastificantes Estabilizantes de fraguado Acelerantes de fraguado Fibras Curadores internos Cemento. Se recomienda el empleo de cementos tipo CEM I-52,5R con una dosificación comprendida entre 400 y 450 Kg de cemento por m 3 de hormigón. Esta dosificación podrá reducirse por el empleo de microsílice de manera que el contenido total de conglomerante se sitúe en esta cantidad. También pueden emplearse también cementos tipo CEM I-42.5R. En ocasiones es preciso el empleo de cementos SR, que al igual que cuando se emplean cementos tipo CEM II, demandarán una mayor dosificación de acelerante de fraguado. En la tabla A.4.2. del Anejo 4 de la EHE-08 se describen los distintos tipos de cemento en función de la aplicación del hormigón. Partiendo de la consideración de que cada partida de cemento puede diferir en la reactividad, dependiendo de la composición y de la finura, se recomienda ensayos preliminares para verificar sus propiedades. Como regla general, a mayor contenido en C 3 A y a mayor superficie específica (Blaine), el cemento combinado con acelerantes es más reactivo en términos de fraguado. La clase de cemento afecta al grado de hidratación, por eso la resistencia, particularmente a edades tempranas, puede variar notablemente. Rapidez de endurecimiento Calor de hidratación Proceso de contracción Sensibilidad al sulfato C 3 S Alta. Alto. Medio. Nula. C 2 S Baja. Bajo. Bajo. Nula. C 3 A Alta. Alto. Alto. Alta. C 4 AF Baja. Bajo. Bajo. Nula. Cuando se utiliza un cemento resistente a los sulfatos se tiene un fraguado y endurecimiento más lento debido a la menor cantidad de C 3 A. Versión 5.0 Enero 2009 Página 4 de 14

5 Microsílice. La adición de microsílice suele oscilar entre el 5% y el 10% sobre peso de cemento, aunque en casos aislados se pueden llegar a utilizar dosis de hasta el 20%. La microsílice tiene un elevado poder puzolánico, e incrementa propiedades al hormigón como la impermeabilidad, la resistencia ante al ataque por sulfatos, resistencia a las heladas, etc. El uso de microsílice puede tener dos razones: como sustituto de parte de cemento, en general por razones económicas, o como adición para mejorar propiedades tanto en estado fresco como endurecido. Algunas de las ventajas del uso de microsílice son: Mejora la bombeabilidad (lubrica y reduce el riesgo de segregación) Reduce el desgaste de los equipos de bombeo Aumenta la cohesión y reduce el consumo de acelerante, hecho positivo para la correcta evolución de las resistencias mecánicas. Aumenta la adherencia entre la gunita y el soporte y entre las diferentes capas de gunita. Mejora las resistencias mecánicas, la impermeabilidad y la resistencia ante sulfatos. Reduce el rebote. Reduce el riesgo de la reacción alcalina. La norma UNE Artículo se refiere a la utilización de microsílice/nanosilice en hormigones proyectados. El uso de micro/nanosílice (MEYCO MS 610/685) como adición en el hormigón proyectado debe ir acompañado de un superplastificante (GLENIUM TC), ya que por una parte se obtiene una dispersión de dicha microsílice y por lo tanto un buen reparto en la pasta de cemento y, por la otra, para la propia dispersión del cemento. En el caso de hormigón proyectado con fibras metálicas, la microsílice también facilita la distribución de éstas en la masa y mejora la adhesión entre la matriz de cemento y las fibras. Versión 5.0 Enero 2009 Página 5 de 14

6 Áridos. Se ajustará la curva granulométrica de los áridos según el método patrón deseado (DIN, ASTM...) tomando para ello las curvas granulométricas de cada una de las fracciones de que se disponga. En particular se empleará una curva de áridos de tamaño máximo mm para facilitar el correcto bombeado del hormigón sin bloqueos en la boquilla y para reducir el rebote. Por ello, el contenido en áridos superiores a 8 mm no excederá el 10%, hecho que implicará trabajar con elevadas cantidades de fracción 0/5 (entre 70-80%). El contenido en finos, por otra parte, se situará entre el 4 y el 8%. Un déficit de finos se compensará dosificando más cemento y microsílice. En el caso contrario, un exceso de finos demandaría más agua, con lo que se tendrá que aumentar la cantidad de aditivo reductor de agua. El gráfico anterior muestra los límites granulométricos recomendados para hormigón proyectado. Se controlará especialmente la ausencia de sustancias químicas que puedan provocar reacciones incontroladas con otros componentes del hormigón. Las prescripciones sobre los áridos empleados para gunita se hallan en UNE Artículo 6.2. La curva granulométrica estará en el área dada en las Especificaciones para el proyectado del hormigón de la EFNARC. Además de la forma, del tamaño de grano y la distribución del tamaño de los granos, también la composición, el contenido de humedad, el tratamiento de lavado y el contenido orgánico tienen que ser considerados. La utilización de materiales de machaqueo en lugar de arena natural a menudo resulta un aumento de la demanda de agua y una mayor dificultad de compactación y viscosidad, por lo que se recomienda la realización de ensayos Relación agua/cemento. Se definirá la relación agua/cemento como inferior en cualquier caso a 0,4 0,45, empleando para ello aditivos superplastificantes/reductores de agua de alta actividad (ver punto siguiente) de modo que la consistencia medida por asentamiento en el cono de Abrams se sitúe entre 15 y 20 cm (consistencia fluida) con la mínima agua requerida. Consistencias inferiores implican un mal relleno del cilindro de la bomba que se traduce en una pérdida de rendimiento y una sobredosificación de acelerante. Por otra parte, trabajar con Versión 5.0 Enero 2009 Página 6 de 14

7 relaciones agua/cemento elevadas implica una mala calidad y baja resistencia mecánica del hormigón y demanda una mayor dosificación de acelerante. El mayor asentamiento, provocado por una elevada relación agua/cemento, puede provocar segregación que tiende a bloquear la bomba y un fraguado más lento que el esperado cuando se proyecta. Por lo tanto, un hormigón con la mínima adición de agua mejora la resistencia final y otras propiedades del hormigón como impermeabilidad al agua, porosidad, resistencia a ciclos hielo-deshielo Además de la proporción de agua hay que tener en cuenta las impurezas (contenido en cloruros, sulfatos, orgánicos ) y el ph del agua de mezcla Aditivos superplastificantes/reductores de agua de alta actividad. El empleo de superplastificantes es imprescindible para obtener trabajabilidades aceptables con relaciones agua/cemento inferiores a 0, y deberán emplearse dosificaciones superiores a las empleadas en hormigones convencionales, debido a la elevada cantidad del arena empleada y a los requerimientos de tal hormigón, sobretodo si se utiliza microsílice. El uso de aditivos superplastificantes permitirá la consecución de un hormigón de elevada calidad con una fácil puesta en obra, con fraguados a tiempos correctos (aprox. 2 min) con una dosificación de acelerante razonable (3-5 % spc) Estabilizantes de fraguado. Es típico, por razones de transporte por ejemplo, estabilizar el fraguado del hormigón hasta su llegada en la bomba de proyección, sobretodo si la gunita se prepara en central. A parte, es una forma de tener siempre gunita disponible para proyectar. Existen estabilizantes que retrasan el fraguado hasta incluso 72 horas, y que a la vez mantienen la consistencia durante un largo periodo. A diferencia de los retardantes de fraguado clásicos, tras la adición del acelerante en la boquilla de proyección el efecto estabilizante desaparece, permitiendo el fraguado instantáneo del hormigón. Gracias al efecto estabilizador de la hidratación producido por DELVOCRETE STABILIZER E es posible mantener el hormigón en estado fresco y sin pérdida de consistencia Acelerantes/activadores de fraguado. El método de vía húmeda requiere la adición de acelerantes/activadores en boquilla. El efecto primario de este tipo de aditivos es el de reducir la consistencia hasta el punto de provocar un fraguado casi instantáneo, Versión 5.0 Enero 2009 Página 7 de 14

8 para que la aplicación en superficies verticales o en bóvedas sea posible aunque como efecto secundario presentan la reducción de las resistencias mecánicos a largo plazo en el caso de acelerantes a base de aluminatos o silicatos. Los acelerantes empleados estarán totalmente exentos de cloruros. Los acelerantes denominados álcali-free reducen gran parte de los efectos secundarios producidos por los acelerantes tradicionales. Las referencias a los aditivos para hormigón proyectado se encuentran en UNE Artículo El rendimiento de estos acelerantes se incrementa con una disminución de la relación agua/cemento, cementos rápidos (tipo I) y con el empleo de aditivos que no provoquen retrasos de fraguado. Los acelerantes tradicionales (basados en aluminatos y silicatos) son sustancias altamente básicas y con un elevado contenido en álcalis. Aunque se obtienen excelentes rendimientos sobre el fraguado, por lo que permiten aplicar elevados espesores de hormigón, tienen efectos secundarios importantes sobre el hormigón endurecido (pérdida de resistencias mecánicas finales), sobre las condiciones de trabajo (debido a que son sustancias altamente corrosivas y cáusticas) y sobre el medio ambiente (generación de vertidos de alta peligrosidad). Con el uso de acelerantes libres de álcalis (MEYCO SA 167) además de una rápida adquisición de resistencias iniciales, se obtienen mayores resistencias finales en el hormigón proyectado así como un ambiente de trabajo más seguro y menor impacto medioambiental (debido a que son sustancias no alcalinas). Para igualar el rendimiento de los acelerantes tradicionales se precisa una mayor dosificación de acelerante álcali-free Fibras. Los hormigones reforzados con fibras se refieren a aquellos hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa (Anejo 14 de la EHE-08). Según dicho anejo existen tres tipos de fibras aunque en este pliego se tratan las fibras metálicas y las fibras de polipropileno. La incorporación de fibras aporta al hormigón proyectado mayor energía de rotura a flexión y menor retracción del material. Fibras metálicas Se adicionarán fibras metálicas (generalmente 40 kg/m 3 ) a la mezcla de modo que se incremente la resistencia a flexión del hormigón proyectado. La mezcla de éstas será lo más homogénea posible dentro de la masa de hormigón. La fibra deberá adicionarse en el momento de la fabricación del hormigón, como un componente más, siendo posible, sin embargo, su adición en obra. Las fibras de acero (DUOLOC) incorporadas al hormigón proyectado mejoran la resistencia a la fisuración, su ductilidad, la absorción de energía y su resistencia a la deformación bajo carga. La superficie de dichas Versión 5.0 Enero 2009 Página 8 de 14

9 fibras deberá estar limpia, y no incorporará otros productos que puedan impedir una buena adherencia al hormigón. Fibras de polipropileno. Se adicionarán fibras de polipropileno (entre 5-9 Kg/m 3 de hormigón) a la mezcla para mejorar la resistencia y la ductilidad del hormigón. La mezcla de éstas será lo más homogénea posible dentro de la masa de hormigón. La fibra deberá adicionarse en el momento de la fabricación del hormigón, como un componente más, siendo posible, sin embargo, su adición en obra. Las fibras de polipropileno (MEYCO FIX FIB) incorporadas al hormigón proyectado mejoran la resistencia al impacto así como la durabilidad del hormigón. Específicamente diseñadas para resistir y no ser arrancadas de la matriz del hormigón. La superficie de dichas fibras deberá estar limpia, y no incorporará otros productos que puedan impedir una buena adherencia al hormigón. Se trata de un producto ecológico, fácil de dosificar, no magnéticas, inoxidables y resistentes al ataque árido-alcali Mezcla de los componentes. La mezcla de los componentes podrá realizarse en planta amasadora o bien en la propia cuba del camión en caso de plantas dosificadoras, si bien en este caso, y debido a las características de la formulación de la gunita, se pierde rendimiento en comparación al amasado con amasadora. La mezcla de fibras se realizará de modo que se evite la formación de erizos y se distribuyan uniformemente en toda la masa. La mezcla realizada deberá emplearse antes de una hora aproximadamente (en función del tiempo de pérdida de consistencia). En caso contrario será necesaria la adición de aditivos estabilizantes. La mezcla de componentes se realizará siguiendo los requisitos establecidos en UNE Artículo 7.2. Es preferible mezclar en planta amasadora ya que el amasado es más enérgico, uniforme, sin riesgos de contaminación y permite una correcta dosificación del aditivo Transporte. El transporte puede realzarse por camiones cuba o por bombas de hormigón. La mezcla se protegerá de los efectos adversos del tiempo durante su transporte. En ningún caso se añadirá agua al hormigón. En el caso de transportes largos, se prestará especial atención a los factores que afecten a la prehidratación, dosificando en caso necesario aditivos estabilizantes. El transporte se refleja en la norma UNE Artículo Versión 5.0 Enero 2009 Página 9 de 14

10 Es importante que en el transporte de camiones, éste no deje de amasar porque fraguaría el hormigón, con la consiguiente pérdida de cono Puesta en obra Preparación del soporte. Se eliminarán de la superficie de trabajo cualquier resto de suciedad o materiales que pudiesen restar adherencia al hormigón aplicado. La superficie deberá estar húmeda pero no mojada. En cualquier caso, se comprobará la inocuidad del agua del soporte (contenido en sales, ph, etc.). Se recomienda la aplicación de aire y agua como método de tratamiento superficial. Este proceso deberá realizarse un máximo de 2 horas antes de la aplicación del hormigón. Deberá evitarse la presencia de agua que, penetrando a través de la roca, pudiese afectar a las propiedades del hormigón. Antes de la proyección debe inspeccionarse la superficie y localizar los diferentes tipos de roca. Se debe limpiar la superficie con aire comprimido y agua empezando por el techo y bajar sistemáticamente hacia los laterales Proyección. El hormigón se bombea mediante bomba de pistón hasta la boquilla de proyección, donde se halla la reducción de sección. En la boquilla se añade aire a una presión aproximadamente de unos 5-7 bar y a razón de 7-15 m³ por minuto. Con ello se consigue incrementar la velocidad del hormigón y su compactación y adherencia a la superficie sobre la que se proyecta. Asimismo en la boquilla se añadirán también los aditivos acelerantes/activadores de fraguado. Se cuidará especialmente que la posición de la boquilla de proyección se mantenga lo más perpendicular posible a la superficie de proyección con objeto de disminuir el rebote. El máximo rebote se obtiene proyectando a 45º, y disminuye progresivamente hasta 90º, donde se minimiza. La distancia se regulará de modo que no exceda de 1,5 m. Simultáneamente, se recomienda proyectar a distancias no inferiores a 0.5 m, por razones de rebote. Deberá eliminarse el material de rechazo que queda en contrabóveda. Las especificaciones de proyección en vía húmeda están en la norma UNE Artículo 8.2 y en las recomendaciones de la EFNARC Execution for sprayed concrete (versión revisada). Versión 5.0 Enero 2009 Página 10 de 14

11 Antes de empezar la proyección se recomienda lubricar la tubería con MEYCO LUBE 1. HORMIGÓN PROYECTADO POR VÍA HÚMEDA Para evitar el rechazo que bloquee una proyección posterior hay que empezar la proyección por la parte más baja Curado. Es el conjunto de operaciones necesarias para evitar la evaporación o la pérdida de agua de amasado de la gunita. La disposición particular del empleo de hormigón gunitado implica que la aplicación de filmógenos para el curado del hormigón sea poco práctica. En caso de emplearla debería retirarse la lámina de curado para la aplicación de capas sucesivas de hormigón. La aplicación de láminas tampoco es muy cómoda, ya que requiere tiempo y operarios. Por otra parte el hormigón proyectado se aplica en capas sobre superficies de roca que pueden tener temperaturas de más de 30ºC y con una ventilación forzada en el interior del túnel por lo que es imprescindible en cualquier caso el empleo de agentes de curado. La mejor opción para curar la gunita y evitar así su fisuración (que implica la total pérdida de impermeabillidad) es la utilización de curadores internos Curadores internos. Debido a las causas ambientales, en contraposición con la accesibilidad al hormigón aplicado, un hormigón proyectado necesita ser curado de forma interna. Para ello se usarán agentes de curado interno del hormigón, que se añaden como un componente más en la masa en estado fresco. El empleo de MEYCO TC 735 y MEYCO TC 736 sustituye los métodos de curado externo del hormigón por lo que es muy indicado para el curado de hormigones de difícil acceso o superficies muy irregulares donde es difícil realizar un tratamiento de curado superficial. Con el empleo de curadores internos se asegura una mejor hidratación del cemento y minimiza el fenómeno de retracción por secado, por lo que se consiguen aumentos de densidad, resistencia a compresión y adherencia al soporte. Versión 5.0 Enero 2009 Página 11 de 14

12 4.- INFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS EMPLEADOS Para completar la información sobre los productos citados en el presente procedimiento será necesario consultar las Fichas Técnicas y las Hojas de Datos de Seguridad de los mismos Criterios de selección de aditivos para el hormigón proyectado. El uso de aditivos superplastificantes permitirá la consecución de un hormigón de elevada calidad con una fácil puesta en obra, con fraguados a tiempos correctos (aprox. 2 min) con una dosificación de acelerante razonable (3-5 % spc). Versión 5.0 Enero 2009 Página 12 de 14

13 Aditivo Características Función GLENIUM TC 1549 GLENIUM TC 1370 SK MEYCO MS 685 MEYCO MS 610 MEYCO SA 167 DELVOCRETE ACTIVADOR S- 80 DELVOCRETE ACTIVADOR S- 52 Superplastificante/reductor de agua de alta actividad. Según UNE-EN934-2:2002 (T3.1 y 3.2). Superplastificante/reductor de agua de alta actividad. Según UNE-EN934-2:2002 (T3.1 y 3.2). Suspensión de nanosílice precipitada. Microsílice en polvo. Acelerador de fraguado. Según UNE-EN934-2:2002 (T6). Acelerador de fraguado. Según UNE-EN934-2:2002 (T6). Incremento de la fluidez de la masa con relación a/c reducida. Incremento de la fluidez de la masa con relación a/c reducida. Mejora de la compacidad, impermeabilidad y resistencias mecánicas. Mejora el bombeo. Incremento de la compacidad, impermeabilidad y resistencias mecánicas. Reducción del tiempo de fraguado. NO alcalino. Reducción del tiempo de fraguado. Alcalino. DELVOCRETE STABILIZER E Estabilizante. Estabilización de fraguado. MEYCO TC 735 MEYCO TC 736 DUOLOC 36/0.7 DUOLOC 30/0.6 Curador interno. Fibras metálicas. Curado de la gunita. Evita fenómenos producidos por retracción. Mejorar la resistencia a flexión del hormigón. MEYCO LUBE 1 Lubricante. Lubrica la tubería para mejorar la proyección del hormigón. Versión 5.0 Enero 2009 Página 13 de 14

14 5.- RECOMENDACIONES ESPECIALES En ningún caso debe añadirse agua al hormigón a su llegada al punto de empleo. Controlar el rango de dosificación de los aditivos empleados, sin que excedan el máximo ni el mínimo recomendado en cada caso. Ajustar la bomba dosificadora del aditivo acelerante según el rendimiento del bombeado del hormigón. 6.- ENSAYOS DE CONTROL DE EJECUCIÓN Para el control de la correcta ejecución de los trabajos podrán tomarse muestras del hormigón (según norma UNE-EN Ensayos de hormigón fresco-toma de muestras ) para la realización de los siguientes ensayos: Consistencia según UNE-EN Obtención, preparación y ensayo a compresión o tracción de probetas testigo para hormigón proyectado según UNE Determinación del contenido de fibras de acero según UNE Para el control de la correcta ejecución de los trabajos realizados podrán realizarse los siguientes ensayos: Determinación del tiempo de fraguado según UNE Determinación del rechazo según UNE Determinación de la resistencia a compresión in situ según UNE Resistencia a compresión a edades tempranas según UNE Versión 5.0 Enero 2009 Página 14 de 14