Nuevos horizontes para el concreto lanzado Ingeniero Raúl Bracamontes Jiménez
L a uti li zación de humo de sí li ce como como mater mater i al ceme cementan ntan te consti consti tu-
los aditivos (excepto acelerantes) son adicionados antes
ye u n a tecn olog í a qu e a br e n u evos h or i zon tes en el di señ o y la s ap li -
de que la mezcla sea transportada, y se inyecta aire adi-
caci ones ones del concr concr eto lan zado. Así lo afi r ma el el autor de este este
cional en la boquilla para incrementar la velocidad en
1 o,
función de su proyección contra la superficie, agregan-
que muestra muestra l os logr os obte obteni ni dos dos en en nu estro país al apli car lo par par a
la estabili estabili zación de r oca en en mi nerí a, tuneler tuneler í a y obras obras subter subter r áneas.
do el aditivo acelerante en la misma. Hoy día, la tecnología del concreto lanzado continúa desarrollándose gracias a la creación de nuevos superplastificantes, el humo de sílice, fibras, materiales
Un poco de historia
refractarios, máquinas de control remoto, etcétera. Res-
La tecnología del concreto lanzado tuvo su origen a co-
ponde así a nuevos y mayores retos ingenieriles, am-
mienzos de siglo, cuando el doctor Cal Ethan Akeley,
pliando su uso para diversos tipos de obras.
naturalista norteamericano, reparaba el museo abierto de ciencias naturales de Chicago. En esa ocasión, el cien-
Características
tífico inventó una máquina de doble cámara presurizada
Según el ACI 506 R, el concreto lanzado “es un mortero
para proyectar mortero por vía seca, en la que el agua era
o concreto transportado por algún medio, vía húmeda
acondicionada en la boquilla a fin de humedecer el mate-
o vía seca, a través de una manguera y proyectado
rial antes de su consolidación neumática en la
neumáticamente a una gran velocidad contra una su-
en que se aplicaba. Su finalidad era forrar las figuras de
perficie”.
animales prehistóricos, ya que con el cimbrado conven-
y
aplicaciones
En cuanto a su elaboración, utiliza los mismos ingre-
cional no podía lograr las formas irregulares de los mús-
dientes que el concreto convencional: agua, cemento y
culos de estos animales. El proceso fue patentado por la
agregados. Se trata simplemente de un sistema de colo-
Cement Gun en el año 1911 con el nombre de
cación de concreto cuyas principales diferencias con la
En los años que siguieron se introdujeron muchas marcas nuevas
como Guncrete, Pneucrete, Blastcrete,
Biocrete, Jetcrete, para describir procesos similares. En la década de los treinta surgió el término Shotcrete, empleado por la
Raitway Engineering
Associ Ass ociation ation para descr ibir ibi r el pro ceso de actualmente se lo utiliza en Estados
aunque
forma tradicional son las siguientes: n
simultánea, en vez de colocarse primero y luego compactarse por vibración, como es el caso del concreto tradicional. n
para
máquina de Rotor, sobre la base de una patente holan-
El tamaño máximo del agregado es de La relación
se a morteros y concretos lanzados. En los años cincuenta se creó en Estados Unidos la
Se coloca y compacta por impacto de manera
y la resistencia, cuando se coloca adecuadamente, es mayor. n
desa de 1929 que posteriormente se perfeccionó en Suiza
Tiene mayor adherencia a diversos materiales. Requiere una cantidad mayor de cemento:
y permitió la i ncorporación de agregado grueso en la mez-
de 360 a 500
cla. Este
n
es el que predomina en las máquinas
es por lo regular baja
Su composición es diferente de la que sale de la
actuales de colocación de concreto por vía seca debido a
boqulla debido al rebote contra la superficie.
su alto rendimiento, solidez y facilidad de operación.
El concreto lanzado ha demostrado tener muchas ven-
Las máquinas de concreto lanzado por vía húmeda se desarrollaron en los cuarenta. En este método, el aguay
tajas en trabajos subterráneos
como túneles y obras
de minería. Entre sus usos principales está el de servir
como soporte 0 como
en el primer caso, la
mezcla empareja la superficie para la aplicación posterior de un recubrimiento impermeable, yen el segundo, se la utiliza para recubrir,
y proteger la
De todas sus
la más Importante es la
consolidación de roca mediante el soporte de la superficie excavada que se logra al rellenar sus y generar un revestimiento integral. Concreto lanzado con humo de sílice El humo de sílice es un subproducto de la industria metalúrgica que proviene de la reducción de cuarzo por carbón en hornos de arco eléctrico. Se obtiene al ser recuperado de los gases del horno que salen por la El humo de sílice se condensa en partículas esféricas microscópicas de 0.15 micrones promedio. En comparación con el cemento es cien veces más fino y su composición química tiene entre 85 y 98 por ciento de sílice Es muy superior a otras puzolanas, por ejemplo el
ash, cuyo contenido de sílice es de 40 a 60 por
ciento. En el caso del cemento, este contenido alcanza de 17 a 25 por ciento. Las puzolanas son materiales de sílice o sílice aluminio que por sí solos poseen poco 0 ningún valor cementante, pero que al estar finamente divididos y en presencia de humedad, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio formando compuestos con propiedades
cementantes.
El hidróxido de calcio es un producto secundario de la reacción de hidratación del cemento; es el componente más soluble y frágil. Sin
puzolanas
reaccionan con él formando silicatos hidratados que son la parte resistente e insoluble del concreto. Al utilizarse humo de sílice, éste actúa de dos maneras principales; como
consigue una gran
y aumenta por lo tanto las resistencias y la permeabilidad, y como puzolana, se combina con el hidróxido de calcio formando silicatos hidratados, con lo cual disminuye la porosidad e incrementa las resistencias físicas y químicas. Una aplicación a manera de ejemplo En la mina
del grupo Peñoles, en la
de
Zacatecas, era necesario consolidar la roca para evitar derrumbes, sellar algunas filtraciones de agua,
reforzar fallas
y proteger la roca del
La alta calidad del concreto lanzado requiere la correcta
Todo ello para lograr una mayor segun-
dosificación de acelerantes, humo de sílice, agregados,
dad en los trabajos de minería con la protección del per-
cemento y agua. Difícilmente se pueden conseguir las
sonal y el equipo
especificaciones si no se mantiene un correcto dosificado
Se estudiaron anclas Incrustadas en la roca con ma-
y mezclado de estos componentes.
llas de acero de refuerzo y concreto lanzado vía seca para formar un anillo autotransportante,
a las
condiciones del trabajo. Se analizaron las propiedades físicas de los agregados y se
los
datos
R e s u l t a d o s
o b t e n i d o s
Para medir los resultados a compresión a 28 días fue
triturada
necesario lanzar concreto en unas charolas metálicas Densidad
Peso
suelto
Peso
2.41
2 45
de las que se extrajeron posteriormente cuatro cubos
4.61%
4.23%
de 5 x 5 cm (dos con humo de sílice y dos sin humo de
1 198
1
409
sílice) para su prueba a compresión. Esta prueba se rea-
1342
1
56 2
lizó de acuerdo con la norma ASTM
0 35% 0 26% Pérdida
por
lavado
4 23%
Modulo de finura
284
282
293
30 1
27 56
27 04
27 56
27 04
9 650
ll 350
17 250
15000
350
420
626
55 5
2 84
Después de analizar las p ropiedades físicas de los agre de mezcla para un
Esfuerzo
tomando en cuenta la curva
Esfuerzo
gados, se procedió a hacer un f’c = 250
Carga
granulométrica del
promedio
385
59 1
506 R con la graduación núme-
ro 2 para combinar los agregados. Se mente 400 kg de cemento de
1 y una
acelerante al 3 por
en relación
con el peso del cemento, ce con una
humo de
el humo de
en el concreto lanzado se
obtuvieron diversas ventajas, entre las que se cuentan las siguientes:
al 10 por ciento en relación con
el peso del cemento La
Al
En el concreto fresco
fue la siguiente Disminución del rebote en 20 por ciento aproximadamente aún sobre cabeza, logrando una mayor economía al disminuir el desperdicio de material.
humo
Humo de Grava de
400
. Aumento de la cohesión de la mezcla al lograr
40
espesores de capa mayores con una aplicación, lo
640 969
640
cual evita la necesidad de varias capas subsecuentes
969
para llegar al espesor requerido, reduciendo así el
180
costo de la aplicación.
al 3%
. El incremento aproximado en el espesor fue el si-
20 kg Se
de una pulgada en algunas partes del
del lanzado
las
del concreto
guiente: sobre cabeza 80 por ciento yen vertical, 60 por ciento. . Reducción de la exudación o sangrado del concreto.
En el concreto endurecido Mayor
densidad Concrete
Incremento de las resistencias a compresión
to shotcrete of the art, report
Incremento en la impermeabilidad del concreto
shotcrete
Incremento en la resistencia a los sulfatos
3
Mayor
4 De la Torre, Roberto L , “ Concreto lanzado
durabilidad
for shotcrete núm 14,
Mayor resistencia a la corrosión
de 1989
Dudley R ,
y
to lanzado”,
Como se puede observar en los resultados nidos, el humo de sílice puede ser utilizado como material cementante sustituto de parte del cemen-
6
El empleo de esta tecnología abre nuevos horizontes en cuanto al
y aplicaciones del con-
creto lanzado, ya que debido a la gran resistencia que desarrolla se pueden lograr menores espesores
las necesidades del constructor.
nueva genera-
del
de C
fume concrete”, ConThe Aberdeen Group, marzo de
crete
1987 8
al día 9,
proyectado,
Chile
9 10 Bracamontes, Raúl, “Los concretos de alto en Concreto’97 l l ASTM C 618-95, Standard
for fly ash and
or
calcines natural pozzolan for use as a concrete
del concreto con función estructural. Además, se encuentra disponible en nuestro país para satisfacer
del concre de Concreto’96
Ernesto, Concreto
7 Holland,
to para obtener resultados especificados con menores cantidades de cemento.
o
El ingeniero Raúl Bracamontes Jiménez es ingeniero de producto en
Mexicana, S.A. de C.V.
