hormigon

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYAE.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos

Optimización técnica, económica y medioambiental de procesos constructivos mediante hormigón

proyectado por vía húmeda (TRA1999-0788)

A. Aguado, L. Agulló (I.P.), A. Josa, T. Garcia, J. Roncero

BEKAERT IBÉRICA, S.A.CEMENTOS MOLINS INDUSTRIAL, S.A.

FOMENTO DE CONSTRUCCIONES Y CONTRATAS, S.A.IBÉRICA DE GUNITADOS, S.L.

PAYMASA (Proyectos, Análisis y Medio Ambiente, S.A.)PROMOTORA MEDITERRÁNEA, S.A.


-LÍNEAS DE ACTUACIÓN.

-Estudio relativo a la fluidez y cohesión de la mezcla en fresco (pasta-

mortero-hormigón): - ensayos gravitatorios- ensayos de reología

-Estudio relativo al material endurecido (hormigón proyectado)-Propuesta metodológica de dosificación.-Aplicación del análisis del ciclo de vida al hormigón proyectado.

-Materiales componentes (aditivos de última generación, fibras)-Viabilidad de nuevos componentes (caucho, escorias, áridos reciclados)

• trabajos de gabinete• trabajos en laboratorio (LTE)• trabajos in situ (obra túnel)


- CONO DE MARSH.

15.5 cm

29 cm

6 cm

Diámetro de abertura: 8 mm para pasta 12.5 mm para mortero

Tie

mpo

de

Flu

idez

% sp/c

800 ml

200 ml

Punto de saturación


- DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL PUNTO DE SATURACIÓN.

•Representar los puntos en una

gráfica log(T)-sp/c

•Determinar las inclinaciones y

: ij = tg-1[(yj-yj-1)/(xi+1–xi)]

ij = 180º-(ij-i+1, j-1)

•Seleccionar el punto de

saturación como aquel con un

ángulo dentro del intervalo

140º ± 10º.Sp/c (%)

Log

(tie

mp

o d

e fl

uid

ez)

yj

yj-1

yj-2

yj-3

yj-4

xi xi+1 xi+2 xi+3 xi+4

ij ij

i+1,j-1

tiemp

o de fluid

ez

j 140 00 ij

Punto de saturación


- FLUIDEZ: SLUMP FLOW.

Valores recomendados:Diámetro final = 60-70 cmT50 = 3-5 segundos


- FLUIDEZ: EMBUDO.

Tiempo recomendado: 10 segundos


- BLOQUEO: CAJA L.

Slinding door

600

150

200

100

200

600

200

150

Gap - e

Bars

L - box test

e e e e

H1

H2

T20

T40

Concrete


- COEFICIENTE DE BLOQUEO: CAJA L.

Variable: Distancia entre barras de armaduraCoeficiente de bloqueo > 0.8


- COHESIÓN (SEGREGACIÓN).

1

2

4

3

100

100 100

100

160

160

800460

570 570


- SEGREGACIÓN DE ÁRIDOS EN EL TUBO.


-DOSIFICACIÓN HORMIGÓN PROYECTADO: NORMATIVAS.ACI AFTES AENOR EFNARC ASCE1990 1982 1994 1996 1995

Vía seca 0,30-0,50 0,30-0,40Vía húmeda 0,40-0,55 -

300-500 350-400 >300 300-500

40-75 mm 100-150 mm <75 mm

Finos > 17% (c+f) Finos > 2%

Según tamaño máx. Según tamaño máx. Según tamaño máx. Sí Según tamaño máx.

Sí

Sí

2,4-3,2

3-6% 2-4% 2-6% <6%

19,05 mm 16 mm 25 mm 16 mm 19,05 mm

Aluminatos: 2-8% Silicatos: 0-15%

5-10% (<15%) <15% 7-15%

2% en volumen 2-5% en peso 0,5-2% en volumen

Vía seca Sí 1-1,35Vía húmeda - 1-1,21

0,3-0,5 (<0,55)

2% cloruro cálcico2% cloruro cálcico

Tamaño máximo del árido

Cantidad de microsílice (cemento)

Contenido fibras de acero

Hc/Hp

Contenido de acelerante

Curva granulométrica

Rel. Cemento/árido total

Mód. Finura del árido fino

Humedad del árido fino (vía seca)

Variables principales

0,30-0,60

Cantidad cemento (kg/m3)

Relación a/c

Rel. Cemento/árido fino

Consistencia (vía húmeda)

Contenido de finos


-PROPUESTA METODOLÓGICA. Planteamiento general.

- Hormigóncolocado=Hormigón de partida-variación por colocación

Variación por colocación ➾ rebote

incorporación de aire

- Caracterísitcas hc ➾ dato de proyecto

Evaluación de la variación por la colocación

Hp= Hc+variación por colocación

- 3 etapas ➾ evaluación de coeficientes de rebote

definición del hormigón colocado

determinación del hormigón de partida


- rm rebote medio del hormigón proyectado

r1 coeficiente relativo al equipo técnico y humano de proyección

r2 coeficiente relativo a las características del soporte a proyectar

r3 coeficiente relativo a la composición del hormigón de partida2

32

22

12 rrrrm

- r1y r2 independientes de la dosificación ➾ obtener sus valores

óptimos de forma independiente a la dosificación

- r3 es función de los coeficientes de rebote parciales de sus

componentes:

pppp

gpspcpap

GSCA

rGrSrCrAr

3

-PROPUESTA METODOLÓGICA. Coeficientes de rebote.


Coeficiente Vía seca Vía húmeda

ra 11-13% 7-9%

rc 7-9% 5-7%

B=0,22 B=0,12

B=0,22 B=0,12

dm es diámetro medio representativo del árido correspondiente al diámetro de tamiz en mm con

el que pasa menos del 25% del material.

dm es diámetro medio representativo del árido correspondiente al diámetro de tamiz en mm con

el que pasa mas del 50% del material.

rs

rg

3mdB 3

mdB

3mdB 3

mdB

-PROPUESTA METODOLÓGICA. Coeficientes de rebote.


-PROPUESTA METODOLÓGICA. Hormigón de partida.

- Relación entre hormigón colocado y de partida:

pmpmpc HrHrHH )1(

pcc CrC 1

pac ArA 1

psc SrS 1

pgc GrG 1

en peso

ppc

mc h

rh

1

en volumen

- Por componentes (en peso):


-PROPUESTA METODOLÓGICA. Hormigón de partida.

- Relación entre hormigón colocado y de partida (en kg/m3):

p

c

mpa

c

cc r

Arh

AA

1

11'

p

c

mpc

c

cc r

Crh

CC

1

11'

p

c

mps

c

cc r

Srh

SS

1

11'

p

c

mpg

c

cc r

Grh

GG

1

11'

➾

c

p

ccmp r

CrC

1

11 '

c

p

acmp r

ArA

1

11 '

c

p

scmp r

SrS

1

11 '

c

p

gcmp r

GrG

1

11 '


-PROPUESTA METODOLÓGICA. Hormigón colocado.

- Cemento:- Se deja a elección del usuario- Dosificación en hormigón de partida entre 375-425 kg/m3

cantidad de finos para facilitar el transporte

mayor porosidad del hormigón proyectado ➾ menor fc

3 2 5 3 7 5 4 2 5 4 7 5

3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0

c a n t i d a d d e c e m e n t o k g / m 3

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

fcm

a 2

8 d

ías

MP

a

V Í A H Ú M E D A

V Í A S E C A

v í a s e c a

v í a h ú m e d a



2

t

ck Pacc

kf ➾

c

P

f

k

c

a t

ck

1

fck resistencia característica del hormigón colocado (kp/cm2)

k coef. que tiene en cuenta la categoría del cemento y edad edad del hormigón (Duriez)c volumen de cemento del hormigón colocadoa volumen de agua del hormigón colocadPt volumen de poros totales del hormigón colocado:

• 12% vía húmeda• 17% vía seca

-Cantidad de agua: a partir de la formulación de Feret (1896)

- Agua:



- Curva granulométrica de referencia ➾ Bolomey (modificada)

MAXT

dbby )100(

y % en volumen que pasa por d

b parámetro adimensional (b=16)

d abertura tamiz (mm)

TMAX tamaño máximo real (mm)

- TMAX en función del tamaño máximo en el hormigón de partida

corregido por coeficientes que tienen en cuenta el sistema de

proyección (1), las características de la superficie de proyección

(2) y su posición (3).

321 maxMAX tT

- Áridos:



0,950,98

ArenaArcilla blandaHormigónMaderaRocaAcero

0,981,000,980,94

Óptima 1,00

Buena 0,97

Regular 0,94

Influencia del sistema de proyecciónVía seca

Vía húmeda

Influencia de la superficie a proyectar

Influencia por las características de

la superficie

1 capa

2 ó más capas

Influencia por la posición de la

superficie

Suelo

1,00

Media 0,98

Dura 0,94

Blanda

ParedTecho

Influencia de la tixotropía de la mezcla

M ezcla co n inco rpo ració n de aditivo

, tipo plastificante y adicio nes tipo

, m icro sílice que m ejo ren las

.características tixo tró picas

M ezcla co n inco rpo ració n adicio nes

m ejo ren las características

.tixo tró picas

M ezcla sin agentes que m ejo ren las

características tixo tró picas

- Áridos:



-Con la formulación de Faury (1944) se obtienen las cantidades

de árido fino y grueso del hormigón colocado:

scc IsS 025.11000

Ic volumen de huecos del esqueleto granular del hormigón

s , g peso específico del árido fino y grueso en kg/dm3

s , g proporciones de árido fino y grueso

tc PaI

a volumen de agua en hormigón colocadoPt volumen total de poros del hormigón colocado

- Áridos:

gcc IgG 025.11000


-BML-VISCOSIMETER.


-EQUIPO DE PROYECCIÓN POR VÍA HÚMEDA.


-CAMPAÑA EXPERIMENTAL. Hormigón proyectado.

-Hormigón de referencia:-Cemento-Agua-Áridos (tamaño máximo de 12 mm)-Microsílice-Aditivo plastificante

-Variables de estudio:-Aditivos de autocurado interno-Acelerante libre de álcali-Incorporación de fibras sintéticas frente a las fibras

metálicas.



-Hormigón endurecido:-Densidad aparente y específica aparente-Porosidad-Resistencia a compresión-Modulo de deformación longitudinal-Retracción-Tenacidad

-Hormigón fresco:-Caracterización reológica-Densidad hormigón fresco-Consistencia-Rebote-pH



-Viabilidad de nuevos componentes

(vertiente medioambiental):

-caucho reciclado (neumáticos)

-escorias de incineradora

-áridos reciclados (hormigón de demolición)


-RESULTADOS PREVISTOS.

-Científicos:-Artículos en revistas científicas/congresos

-Tecnológicos:-Recomendaciones para el diseño del material y

proceso constructivo de obras mediante hormigón

proyectado por vía húmeda.-Seminario/jornada de divulgación.

hormigon

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