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Martes, 14 Agosto 2018 12:00

Hormigón Proyectado: Puesta en Obra

Hormigón Proyectado Hormigón Proyectado

La utilización generalizada del hormigón proyectado, como elemento fundamental, tanto en el sostenimiento como en el revestimiento de túneles y obras subterráneas, ha motivado un continuo desarrollo tecnológico, tanto en los materiales componentes del hormigón (cemento, áridos y aditivos) y en la maquinaria, como en su aplicación y control de calidad.

1.- Definiciones
El hormigón proyectado es actualmente, un elemento indispensable en los procedimientos de sostenimiento y revestimiento estructural de túneles y taludes.
Es importante aclarar algunas definiciones:

Se entiende por gunitar la puesta en obra de un hormigón o mortero proyectado con aire a presión a través de manguera, a gran velocidad sobre un soporte.

El hormigón proyectado es un hormigón cuyo tamaño máximo de áridos es superior a 8 mm, y que aplicado a máquina, se proyecta a gran velocidad sobre un soporte a través de manguera y boquilla.

El mortero proyectado es un mortero cuyo tamaño máximo de áridos no excederá 8 mm, y que aplicado a máquina, se proyecta a gran velocidad sobre una superficie a través de una manguera y boquilla.

En la actualidad se usan tres procesos distintos, que son: Mezcla seca, mezcla húmeda y mezcla semi-húmeda. El proceso de mezcla húmeda conlleva el empleo de más servicios, pero su uso está generalizado para grandes aplicaciones.

El sistema de mezcla semi-húmeda, que consiste en la dosificación del agua, aproximadamente 5 m antes de la boquilla, es un proceso que evita fundamentalmente que la mezcla seca se disperse (especialmente el cemento) a la hora de hacer la proyección.

Cuando se confecciona un proyecto en el cual se especifica una Resistencia a Compresión Simple de un hormigón proyectado, se suelen definir las Resistencias a 24 horas, 7 días, y 28 días, para cumplir las necesidades de sostenimiento. Estas resistencias dependen de: Áridos, cementos, personal especialista, maquinaria, medios auxiliares, aditivos (acelerantes, estabilizadores, superplastificantes, etc.), y adiciones.

Sistema de mezcla seca.

El sistema de mezcla seca consta de una serie de fases, y requiere unos equipos especializados.

Es un procedimiento mediante el cual todos los componentes del hormigón se mezclan previamente, excepto el agua, que se añade en la boquilla antes de la proyección de la mezcla, transportándose la mezcla en seco a través de mangueras de forma neumática hasta la boquilla.

1º El cemento y los áridos se mezclan adecuadamente hasta conseguir una perfecta homogeneidad en proporciones variables. Lo normal es usar cemento Portland, sin embargo, a menudo se emplean cementos especiales, junto con diferentes clases de áridos (artificiales o naturales, de río o machaqueo).

2º La mezcla de cemento/áridos se introduce en un alimentador del equipo (junto con acelerante en polvo si se emplea).

3º La mezcla entra en la manguera mediante una rueda o distribuidor (rotor).

4º La mezcla es transportada mediante aire a presión (flujo diluido) hasta una boquilla o pistola especial. Esta boquilla va equipada con un distribuidor múltiple perforado, a través del cual, se pulveriza agua a presión (junto con acelerante líquido si se emplea), que se mezcla con el conjunto cemento/áridos.

5º La mezcla ya húmeda se proyecta desde la boquilla sobre la superficie soporte que debe gunitarse.

El uso de las máquinas de mezcla seca puede dividirse en tres grandes categorías: Para gunitados de alta velocidad, gunitados de baja velocidad y de transporte.

El gunitado de alta velocidad se consigue empleando una boquilla pequeña y una alta presión de aire, de lo que resultan una alta velocidad en la boquilla y una gran velocidad de impacto, con velocidades de partículas de 90 a 120 metros por segundo. Esta gunita posee una compactación extraordinaria. El índice de colocación (rendimiento) de un gunitado a alta velocidad resulta bajo. Su uso, debido al tamaño de las boquillas, se establece exclusivamente para morteros.

El gunitado de baja velocidad se consigue empleando una máquina de gran producción y una manguera de diámetro superior con una boquilla amplia, a menudo de paso directo. La gunita que se obtiene con la técnica de baja velocidad, no se compacta quizás tan bien como la de alta velocidad, pero posee todas las propiedades típicas de una gunita, como son: Baja relación A/C, buena compactación "in situ", alto contenido de cemento, etc.

El tipo de máquina empleado en la práctica, depende del tipo de gunita que se requiera, pero casi todas las máquinas permiten que se adapte en alguna medida su producción. Las propiedades de la gunita pueden modificarse cambiando la salida acoplada, el tamaño de la manguera o el diámetro de la boquilla o pistola.

La diferencia fundamental en las máquinas para transporte, radica en el rotor, que es de huecos más anchos, y que su finalidad es transportar la mezcla en seco hasta la distancia conveniente (como máximo 100 m en horizontal). Estos sistemas se utilizan como estaciones intermedias, o bien para elevar a alturas suficientes las mezclas secas para posteriormente trabajar con ellas. En estos casos, las boquillas o pistolas tienen determinados mecanismos que reducen el aire de la proyección por medio de unos frenos metálicos, que al permitir escapar el aire, dejan caer la mezcla en el sitio preparado.

Sistema de mezcla semi-húmeda.

Este sistema idéntico en sus primeras fases al de la mezcla seca, únicamente difiere de él en que, a una distancia aproximadamente de 5 m de la boquilla, se efectúa la adición de agua, y se puede, y debe, humedecer los áridos, hasta un 10 %, por lo que se mejoran las propiedades de la mezcla al llegar a la boquilla, de la que saldrá el mortero u hormigón proyectado.

Otra de las ventajas de este sistema, es que evita el polvo resultante de la proyección, así como la pérdida de cemento en la mezcla al salir de la boquilla. También se puede considerar que el agua añadida se incorpora perfectamente durante esos 5 m a la mezcla, haciéndola más homogénea, y lo que es más importante, que la relación agua/cemento sea adecuada.

Sistema de mezcla húmeda.

La gunita posee propiedades específicas que se manifiestan especialmente a través de la naturaleza del método de colocación. La gunita de mezcla húmeda consigue morteros y hormigones de propiedades equivalentes a la mezcla seca con técnicas de dosificación y aditivos, pero se consigue una disminución importante de la dispersión de resultados, causa y preocupación del control de aplicación.

Las máquinas de mezcla húmeda producen mortero u hormigón proyectado, por dos procedimientos fundamentales en Flujo diluido y Flujo denso, (Rotor y Bomba), con grandes rendimientos, cubriendo de este modo sobradamente las aplicaciones de las máquinas de mezcla seca.

Estas máquinas se limitan a un bombeo a alta velocidad a través de conductos rígidos y flexibles hasta una boquilla, provista de un chorro de aire comprimido, con lo que se obtiene un mortero u hormigón de compactación relativa. No obstante, debe añadirse haciendo honor a la verdad, que los recientes progresos, tanto de nuevas máquinas como de aditivos estabilizadores, han conducido esta tecnología a un sistema perfectamente compatible con el fin deseado y con una ventaja importante: La no-formación de polvo y el mantenimiento de la relación Agua/Cemento.

Puede acceder al artículo completo descargando el siguiente PDF.

pdf HORMIGÓN PROYECYADO: DOSIFICACIÓN, FABRICACIÓN Y PUESTA EN OBRA

Información adicional

  • Fuente:: Departamento de Constructoras y Grandes Obras de SIKA, S.A
  • Autor:: Alberto Rey
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