RESEARCH METHODOLOGY.
D. Procedure of Collecting Data a First Cycle
2. Main Activities
Cemento Párrafo 2
Además de los siguientes requisitos particulares, el cemento o cemento compuesto debe cumplir con los requisitos para los grados BS12, BS6588, BS4027 o BS1370 según corresponda, y con las «Especificaciones de materiales y trabajos» del concreto:
a) Tiempo de inicio del fraguado: no menos de 60 minutos para un grado de resistencia 42.5 y no menos de 45 minutos para un grado de resi- stencia 52.5, ni más de cuatro horas, cuando se ensaye conforme a BS EN 196: Parte 3.
b) Fineza: la superficie específica no debe ser inferior a 350 m2/kg ni super-
ior a 450 m2/kg, cuando se ensaye conforme a BS EN196: Parte 6. Los
límites de los resultados de muestras de ensayo individuales no deben exceder 40 m2/kg.
c) Exudación: el volumen de agua expulsada no debe ser superior a 20 cm3cuando se determine conforme al Párrafo 151.
Según los requisitos para el grado BS12, el cemento debe ser Portland, grado de resistencia 42.5 o grado de resistencia 52.5, y debe cumplir con los siguientes criterios:
Grado de resistencia 42.5:
Valores de resistencia a compresión medidos según BS EN196: Parte 1: – después de 2 días : >10 MPa
– después de 28 días (28 días ± 4 h) : >42,5 MPa y <62,5 MPa
Grado de resistencia 52.5:
Fineza controlada, >350 m2/kg y < 450 m2/kg.
Valores de resistencia a compresión medidos según BS EN196: Parte 1: – después de 2 días : >20 MPa
– después de 28 días (28 días ± 4 h) : >52,5 MPa y <72,5 MPa e) La temperatura del cemento en el momento a utilizarse en la planta de
mezclado no debe ser mayor de +50°C.
f) El contratista debe demostrar, mediante ensayos en el sitio de la obra, que el cemento es compatible con los aditivos acelerantes propuestos, sujeto a la aprobación del ingeniero, con referencia particular al uso de acelerantes sin álcalis no cáusticos.
nes especificadas con un aglomerante hidráulico latente compuesto de cenizas volantes. Cumple con los requisitos del grado BS6588.
Concreto con microsílice
Concreto manufacturado en la mezcladora de concreto combinando cemento Portland que cumple con los requisitos para los grados BS12 o BS4027 y un aglomerante hidráulico latente de microsílice (humo de sílice compactado).
Índice de actividad de la microsílice
Relación en porcentaje entre la resistencia a compresión de cubos están- dar de mortero (preparados con 90 % de cemento más 10 % de microsílice en masa), y la resistencia a compresión de cubos estándar de mortero (hechos exclusivamente de cemento) (Ref.: Norma noruega NS3045).
Resistencia a compresión en cubos
Resistencia a la compresión de probetas cúbicas fabricadas, curadas y ensayadas siguiendo la norma BS 1881: Partes 1, 3 y 4.
Resistencia característica a los 28 días
Valor de resistencia a compresión en cubos a los 28 días. Se prevé que el 5 % de todas las medidas de resistencia posibles caiga por debajo de este valor.
(Las resistencias características incluidas en esta especificación particular se dan únicamente para fines del desarrollo del diseño de la mezcla y para información de los ingenieros de diseño.)
Resistencia a compresión en cubos in situ
Resistencia teórica de shotcrete en una localidad individual, considerada como la resistencia de un cubo de shotcrete tal como existe en la estructura. (Las resistencias a compresión en cubos [in situ] incluidas en esta especifi- cación particular se dan para los requisitos de cumplimiento.)
Párrafo 5
A menos que el ingeniero especifique lo contrario, el tamaño nominal de partícula debe ser 8 mm.
Párrafo 6
El diez por ciento de finos debe ser superior a 100 kN según lo determina el método especificado en BS812: Parte 3:1990.
Párrafo 7
Los agregados de un tamaño deben combinarse en las proporciones deter- minadas durante los ensayos en obra. Las fracciones individuales deben almacenarse por separado.
Párrafo 8
Los agregados gruesos y finos deben estar limpios. La granulometría debe estar dentro de los límites aceptables, y siempre que sea posible, dentro de los límites especificados en la curva de granulometría que se muestra en la fig. A.1.
Figura A.1: Curva de granulometría recomendada para agregados de shotcrete
Párrafo 9
La fracción de grava del agregado no debe estar excesivamente fragmen- tada al llegar a la obra. No debe haber más de 3 % de partículas con tamaños menores que 0,075 mm (determinado según el método de lavado y tamizado de BS812: Parte 103.1:1985). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.125 0.25 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 32.0 64.0 0.149 0.297 0.595 1.19 2.38 4.76 9.51 19.0 38.1 76.1
Aglomerantes hidráulicos latentes Párrafo 3
La microsílice (humo de sílice compactado) debe cumplir con los siguientes requisitos:
a) Polvo seco
– Contenido de sílice (SiO2) no menor del 85 %.
– La microsílice no debe contener más de 0,2 % de metal sílice en masa, ni materiales perjudiciales tales como cuarzo, óxidos o fibras de celulosa.
– Tamaño de partícula: entre 0,1 µm y 0,2 µm.
– Fineza: El área superficial específica no debe ser menor que 15 000 m2/kg.
– Contenido de álcalis totales como Na2O equivalente <2 %. – Contenido de carbono: <2%.
– Índice de actividad: >95 % después de 28 días – Contenido de humedad: <3 %
– S03 (agua soluble): <1 % b) Lechada de microsílice/agua
– Valor de pH: 5,5 ±1,0.
– Densidad relativa: entre 1,3 g/cm3y 1,4 g/cm3.
c) Realizar ensayos mensuales para establecer el cumplimiento con a) y b).
d) Almacenamiento y manejo: las pastas de microsílice/agua deben agita se periódicamente mediante bombas de circulación antes de su uso. e) Establecer la compatibilidad de la microsílice y los aditivos líquidos
mediante uno de los dos métodos siguientes:
– verificación de los datos de ensayos anteriores o de la experiencia práctica, o
– realización de los procedimientos apropiados de ensayos acelerados, según la aprobación del ingeniero.
f) Determinar el contenido óptimo de microsílice durante los ensayos en obra, y el mismo debe cumplir con esta especificación particular
Párrafo 44).
Agregados Párrafo 4
Además de los requisitos de esta especificación particular, los agregados del shotcrete deben cumplir con BS882 y con las «Especificaciones de materiales y trabajos» del concreto.
Tamiz ISO
Por
centaje r
etenido
Tamiz ASTM, tamaño en mm
0,125 0,25 0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 16,0 32,0 64,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,149 0,297 0,595 1,19 2,38 4,76 9,51 19,0 38,1 76,1
Párrafo 18
Seleccionar el tipo de fibra basado en su cumplimiento con esta especifi- cación particular, y en su idoneidad y facilidad de uso en los procesos pro- puestos de dosificación, mezcla y proyección, según lo demuestren los ensayos en obra (sujeto a la aprobación del ingeniero).
Párrafo 19
No emplear fibras que tiendan a formar bolas durante la dosificación y la mezcla.
Párrafo 10
Determinar la reactividad del agregado con cementantes y aditivos (incluy- endo acelerantes) mediante el método ASTMC1260 (test de Vicat).
Párrafo 11
Diariamente, el contratista debe inspeccionar y anotar la granulometría y el contenido de humedad de las fracciones individuales del agregado.
Párrafo 12
Para el shotcrete de mezcla seca, el contenido de humedad natural del agregado debe ser lo más uniforme posible y no exceder el 6 %.
Agua Párrafo 13
El agua debe cumplir con las «Especificaciones de materiales y trabajos en concreto».
Fibras Párrafo 14
Utilizar fibras metálicas deformadas tipo 1, 2 ó 3 según ASTM A820-96, (las fibras tipo 1 pueden tener sección circular o rectangular). Las fibras deben estar fabricadas de acero dúctil o alambre estirado en frío sin galvanizar.
Párrafo 15
Las fibras pueden estar separadas individualmente o unidas mediante una cola soluble en agua.
Párrafo 16
Almacenar las fibras en recipientes sellados (secos) hasta el momento de utilizarse. Las fibras no deben exhibir corrosión, ni tener aceite, grasa, clor- uros ni otras sustancias perjudiciales que puedan reducir la eficiencia de los procesos de mezcla o proyección, o que puedan reducir la adherencia entre las fibras y el shotcrete.
Párrafo 17
Las fibras deben tener una relación diámetro/largo de 30 a 150 para longi- tudes de 12,7 a 63,5 mm. Las tolerancias deben cumplir con la norma ASTM A820-96.
Párrafo 28
No emplear water glass (silicatos sódicos), salvo en el caso de bases poli- méricas modificadas aprobadas por el ingeniero.
Párrafo 29
Sólo debe permitirse la mínima cantidad necesaria de acelerante para las operaciones de proyección normales. Determinar la cantidad mediante ensayos en obra, sujeto a dosificaciones máximas de:
Acelerantes sin álcalis Acelerantes
y no cáusticos agresivos
Shotcrete tipo S1: 10% 8% Shotcrete tipo S2: 8% 3% Shotcrete tipo S3: 8% 3%
(porcentaje de peso por aglomerante) Párrafo 30
Antes de comenzar la proyección, realizar oportunamente los ensayos de los acelerantes para determinar la aceleración del fraguado, el desarrollo de resistencia inicial y la disminución de la resistencia a etapas posteriores (28 y 90 días) (según esta especificación particular).
Párrafo 31
Llevar a cabo ensayos de laboratorio de las clases seleccionadas de acele- rantes libres de álcalis, según esta especificación particular en dosificacio- nes de 4,0 u 8,0 % en peso de cementante en el concreto base, o dosifica- ciones similares según lo recomiende el fabricante, a fin de establecer la variabilidad de las propiedades ante mencionadas respecto a la dosificaci- ón. No se permite el uso de acelerantes que exhiban una variabilidad exce- siva en la dosificación.
Párrafo 32
Seleccionar acelerantes que, en la dosificación elegida para la obra, mini- micen la disminución de resistencia para cualquier tipo de shotcrete a los 28 días, en comparación con el concreto base sin acelerantes. Dicha dis- minución debe estar aprobada por el ingeniero, y en ninguna circunstancia debe ser mayor del 30 %. Verificar el cumplimiento de esta cláusula medi- ante ensayos en obra sujetos a la aprobación del ingeniero.
Párrafo 33
Según esta especificación particular, cada dos meses (como mínimo) se deben efectuar ensayos a los acelerantes que lleguen a la obra, a fin de determinar su reacción con el cemento utilizado, con referencia particular al comportamiento de fraguado y a la disminución de resistencia al cabo de
Aditivos
General Párrafo 20
Además de cumplir con los requisitos de esta especificación particular, los aditivos deben también cumplir con las «Especificaciones de materiales y trabajos en concreto».
Párrafo 21
No utilizar, sin la aprobación escrita del ingeniero, aditivos cuyos propósitos no estén indicados por las «Especificaciones de materiales y trabajos» o por esta especificación particular. Se le exigirá al contratista suministrar la documentación que respalde el uso de dichos materiales.
Párrafo 22
Los aditivos deben estar libres de cloruros (menos de 0,1 % en peso).
Párrafo 23
Antes de comenzar la proyección, acordar con el fabricante de los aditivos los valores característicos y la consistencia requerida.
Párrafo 24
Seguir las recomendaciones de almacenamiento y uso de los aditivos.
Párrafo 25
Antes de comenzar los ensayos en obra, el contratista debe obtener del fabricante una confirmación por escrito referente a la estabilidad de los adi- tivos con el agua de mezclado.
Párrafo 26
La cola soluble en agua y otros aditivos utilizados para combinar fibras metálicas deben ser compatibles con otros componentes del shotcrete. Antes de comenzar los trabajos de proyección permanente, el contratista debe suministrarle al ingeniero una confirmación por escrito al respecto.
Acelerantes Párrafo 27
Párrafo 39
Se pueden utilizar aditivos para el control de la hidratación para controlar la hidratación de la mezcla, según sea apropiado para acelerar la construc- ción de la obra. Mediante ensayos en obra, determinar los efectos y las dosificaciones óptimas de aditivos para el control de la hidratación, según esta especificación particular.
Párrafo 40
Verificar la compatibilidad de los aditivos para el control de la hidratación con los cementos, aglomerantes hidráulicos y acelerantes. Efectuar tal verificación mediante ensayos en obra.
Párrafo 41
Seguir las instrucciones del fabricante de los aditivos para el control de la hidratación, con atención particular que garantice una mezcla adecuada cuando se utilicen en el proceso por vía seca.
28 días. A intervalos de tiempo similares, inspeccionar visualmente la esta- bilidad de los acelerantes durante el almacenamiento. Seguir las recomen- daciones del fabricante respecto a los tiempos de almacenamiento y a los límites de la temperatura de trabajo, así como también sus instrucciones de seguridad.
Plastificantes y retardadores de fraguado Párrafo 34
Los plastificantes y retardadores de fraguado deben cumplir con la norma BS5075: Parte 1, y podrían utilizarse en shotcrete tipos S1, S2 y S3, según las «Especificaciones de materiales y trabajos en concreto» y sujeto a la aprobación del ingeniero.
Párrafo 35
Se pueden utilizar plastificantes y retardadores de fraguado para reducir la cantidad de agua de mezcla y mejorar la capacidad de bombeo del concre- to. Mediante ensayos en obra, determinar los efectos y las dosificaciones óptimas de plastificantes y retardadores de fraguado según esta especifi- cación particular.
Párrafo 36
Los plastificantes y retardadores de fraguado deben ser inspeccionados periódicamente o según lo determine el ingeniero, para determinar el tiem- po de fraguado, la reducción de agua y el desarrollo de resistencia en com- paración con el concreto base.
Párrafo 37
Verificar la compatibilidad de plastificantes y retardadores de fraguado con los cementos, aglomerantes hidráulicos y acelerantes. Efectuar tal verifica- ción mediante ensayos en obra.
Aditivos para el control de la hidratación Párrafo 38
Se pueden utilizar aditivos para el control de la hidratación en shotcrete tipo S1, S2, y S3 según esta especificación particular y sujeto a la aprobación del ingeniero. Los aditivos para el control de la hidratación utilizados en shotcrete tipo S2 y S3 deben estar libres de constituyentes químicos que provoquen una disminución de la resistencia con el paso del tiempo, dife- rente a lo especificado en el Párrafo 32 de esta especificación particular.
Tabla A.1: Requisitos mínimos de desempeño del shotcrete
Parámetro Método de ensayo/ Shotcrete Shotcrete Shotcrete
Párrafo n.° tipo S1 tipo S2 tipo S3
Resistencia a compresión (cubos) in situ****
Ensayos en obra 1 día BS EN 12504-1:2000 8 MPa ** **
7 días* “ 21 MPa 20 MPa **
28 días “ 35 MPa 28 MPa 25 MPa Ensayos en la obra 1 día “ 8 MPa ** **
7 días* “ 21 MPa 20 MPa **
28 días “ 35 MPa 28 MPa 25 MPa Resistencia a la flexión
Ensayos en obra 28 días EFNARC (1996), 4,2 MPa 3,6 MPa ** Ensayos en la obra 28 días Sección 10.3 4,2 MPa 3,6 MPa ** Grado de resistencia residual
Grado de deformación normal Ensayos en obra 28 días EFNARC (1996) Grado 3 Grado 1 ** Ensayos en la obra 28 días Sección 10.3 Grado 3 Grado 1 ** Resistencia de adherencia Párrafos 0,5 MPa 0,5 MPa ** a la roca*** 160 166
Prueba de durabilidad/ Párrafos ** 30 mm ** permeabilidad 157 159
(penetración máxima)
Densidad seca 28 días ASTM 2275 kg/m3 2275 kg/m3 2275 kg/m3 (todas las pruebas a los 28 días) C642-97
Absorción en ebullición 7 días ASTM Máx. 9% Máx. 8% ** (todas las pruebas a los 7 días) C642-97
Volumen de vacíos 7 días ASTM Máx. 19% Máx. 17% ** (todas las pruebas a los 7 días) C642-97
Tiempo de fraguado inicio BS EN 196-3 9 minutos ** **
final 60 minutos ** **
* = Pruebas utilizadas únicamente con propósitos indicativos ** = No medido
*** = Este requisito no se aplica cuando el tipo de roca no permita adherencia después de una limpieza adecuada y a la satisfacción del ingeniero.
**** = Los requisitos suponen que las pruebas se efectuarán en núcleos perforados según los Párrafos 77 a) y b) o Párrafo 125, es decir, razón altura/diámetro 1:1, y contemplan un factor de reducción (0,85) por la extracción in situ. Véanse también los Párrafos 84 ó 129.