Ensayo Barcelona para especificar la resistencia a la tracción del shotcrete. Javier Aparicio Sáez-Bravo Subgerente de Ingeniería de Extensiones Metro de Santiago
Temario • Ensayos de caracterización del Shotcrete • Aplicación del Ensayo Barcelona en Extensión de L2 • Desafíos en el uso del shotcrete • Conclusiones
Ensayos de caracterización del Shotcrete • Ensayos de Caracterización de la fórmula (Cemento, áridos, agua, aditivos, consistencia) • Roturas a compresión simple • Permeabilidad • Flexotracción
Ensayos de caracterización del Shotcrete Flexotracción • Los ensayos de flexotracción se utilizan para la caracterización del hormigones reforzados con fibra como sustitución de ensayos de tracción directa. • Existen diferentes ensayos normados de vigas de paneles circulares, paneles cuadrados… pero todos ellos conllevan el manejo de piezas pesadas y difíciles de manejar en obra y laboratorio. • Por ello se buscó utilizar un ensayo que nos aportase poca variabilidad de resultados y facilidad en la toma de muestras. • Realización de ensayos en hormigón puesto en obra no en laboratorio.
Aplicaciรณn del Ensayo Barcelona a Ext L2
Aplicación del Ensayo Barcelona a Ext L2 La falla tras el punzonamiento se produce según 3 planos de forma radial, generalmente, aunque a veces pueden existir 2 o 4 planos. Durante el ensayo, se debe registrar en forma continua la carga aplicada y el desplazamiento total de apertura de fisura, medida a la mitad de la altura de la probeta. Al ejecutar el ensayo y debido a las cargas concentradas, bajo los punzones se produce un cono de compresión triaxial, que provoca un incremento del diámetro del cilindro. Se generan tensiones de tracción perpendicular a los planos radiales de la probeta. Cuando este estado tensional excede la resistencia a tracción del homigón, se desplazan y propagan fisuras perpendiculares a este campo de tensiones. Esto hace que los punzones penetren en la probeta, incrementando su diámetro y provocando la formación de fisuras radiales.
Aplicación del Ensayo Barcelona a Ext L2 Parámetros Fuerza de fisuración Carga de fisuración Carga a 2 mm Carga a 2,5 mm Carga a 4 mm Carga a 6 mm Resistencia residual a 2 mm Resistencia residual a 2,5 mm Resistencia residual a 4 mm Resistencia residual a 6 mm Energía a 2 mm Energía a 2,5 mm Energía a 4 mm Energía a 6 mm Absorción de energía
Muestra 1 (3 Kg de fibra) Muestra 2 (4 Kg de fibra) Muestra 3 (5 Kg de fibra) Muestra 4 (6 Kg de fibra) Muestra 5 (7 Kg de fibra) 136,59 KN 132,46 KN 121,69 KN 131,06 KN 141,76 KN 3,53 Mpa 3,40 Mpa 3,08 Mpa 3,30 Mpa 3,57 Mpa 2,60 KN 28,94 KN 32,41 KN 38,92 KN 49,85 KN 2,75 KN 26,78 KN 28,51 KN 36,44 KN 46,60 KN 10,16 KN 26,01 KN 25,42 KN 31,39 KN 40,87 KN 7,18 KN 21,61 KN 21,62 KN 26,25 KN 34,64 KN 0,06 Mpa 0,74 Mpa 0,82 Mpa 0,98 Mpa 1,25 Mpa 0,06 Mpa 0,69 Mpa 0,72 Mpa 0,92 Mpa 1,17 Mpa 0,26 Mpa 0,67 Mpa 0,64 Mpa 0,79 Mpa 1,03 Mpa 0,19 Mpa 0,55 Mpa 0,55 Mpa 0,66 Mpa 0,87 Mpa 207,16 J 148,80 J 230,24 J 151,96 J 169,77 J 207,16 J 162,58 J 245,36 J 170,83 J 193,69 J 217,50 J 202,52 J 285,56 J 221,11 J 259,60 J 234,61 J 250,23 J 332,30 J 279,10 J 336,56 J 347,861 J 478,003 J 821,633 J 939,069 J 1.000,619 J
Desafíos en el uso del shotcrete Uso de Fibra en contrabóvedas temporales de Galerías y Estaciones de Extensión de L2. 1.- Necesidad de recuperar plazos. 2.- Conocimiento del terreno con la materialización de piques de construcción. 3.-Optimización de proceso constructivo. 4.- Minimizar impacto ambiental.
Desafíos en el uso del shotcrete Uso de Fibra en contrabóvedas temporales
Dirección de esfuerzos (transversal), unidades en kPa
DesafĂos en el uso del shotcrete Uso de Fibra en contrabĂłvedas temporales
Conclusiones En importantes proyectos de construcción de túneles para faenas mineras y del transporte que se están construyendo en Chile, la capacidad de absorción de energía de los hormigones reforzados con fibras se determina mediante el ensayo de panel cuadrado propuesto por EFNARC. Sin embargo, para la ejecución de este ensayo se requiere de probetas muy pesadas, las que no permiten controlar la calidad del material proyectado en el sostenimiento. Para facilitar los procedimientos de muestreo y ejecución de los ensayos de control, se ha propuesto el uso del ensayo Barcelona en reemplazo de los ensayos de paneles. El ensayo Barcelona se caracteriza por requerir una probeta relativamente pequeña, la que se puede obtener cortando testigos desde el sostenimiento endurecido. El uso de materiales y aditivos ha de poder convivir con un buen sistema de calidad que asegure un nivel de control exhaustivo para conocer lo que se está haciendo.