"Hacia una nueva Normativa chilena de Shotcrete" Carmen Paz Muñoz - Universidad Andrés Bello

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Hacia una nueva normativa chilena de Shotcrete Carmen Paz Muñoz Effa Directora Ingenieria en Construcción, Universidad Andrés Bello, Secretaria Técnica Normas de Shotcrete

Revisiรณn Documental/Discusiรณn previa

2018

Revisión Documental TOMA DE MUESTRAS DE HORMIGÓN FRESCO Y ENDURECIDO Ejes de la discusión ü Separación de muestreo en hormigón fresco y hormigón endurecido ü Muestreo antes de la bomba à NCh171 ü Muestreo para requisitos especiales se realiza en base a norma respectiva ü Incorporar definiciones NCh (esbeltez, docilidad, entre otros) ü Estandarización de panel à 600 X 600 mm ü Condiciones de fabricación y retiro de los paneles ü Extracción de testigos à utilizar NCh1171/1

Revisión Documental

Método A: Penetración de aguja

HORMIGÓN PROYECTADO – DETERMINACIÓN DE RESISTENCIA TEMPRANA Ejes de la discusión: Limites o alcance de aplicación de medición Utilización de equipos análogos y digitales/calibración Establecer por EETT edad de ensayo Clausula de informe de ensayo con información indispensable ü Funcionamiento del equipo: Fabricante ü Métodos a considerar en este procedimiento Hincado de clavos / UNE – EN 14488 – 2 / Por definir incorporación Método C ü Delimitación y espesor de la zona de ensayo > 100 mm ü ü ü ü

0,2 MPa a 1,2 Mpa

ü Se calcula la fuerza media necesaria para la penetración a partir de las 10 mediciones. ü Si requiere, se determina la resistencia a compresión estimada a partir de la curva de conversión del fabricante. ü No está permitida la extrapolación.

Método B: Hincado del clavo

2 MPa a 16 MPa

ü Se calcula la fuerza de extracción media corregida (utilizando la curva de calibración suministrada con el equipo) a partir de las 10 mediciones. ü Si se requiere, se estima la resistencia a compresión en base a la media utilizando la curva de conversión del fabricante. ü No está permitida la extrapolación.

Antecedentes por revisar R2:0,89 Y: Resistencia obtenida según el método normado ,y X: Resistencias según el método alternativo

Revisión Documental HORMIGÓN PROYECTADO – MESA DE SACUDIDAS Ejes de la discusión: Control de hormigones proyectados Método de muestreo Tamaños máximos considerados Detalles del procedimiento y claridad para uso nacional ü Observación y calificación de cohesión ü ü ü ü

Revisiรณn Documental

Comité de anteproyecto Los sub comités son: 1. Durabilidad 2. Materiales y diseño de mezclas 3. Confección, transporte y aplicación 4. Ensayos y frecuencia de muestreo Secretaria Técnica: Carmen Paz Muñoz Coordinador de comité: Milenko Ogaz

Índice tentativo Propuesta de Norma 1. 2. 3. 4.

Alcance y campo de aplicación Referencias normativas Términos y definiciones Clasificación 4.1 Por resistencia a la compresión 4.2 Por resistencia temprana 4.3 Por requisitos complementarios 4.3.1 Tenacidad 4.3.2 Adherencia 5. Designación del hormigón 6. Requisitos por durabilidad 6.1 Conceptos generales 6.2 Contenido de Ion Cloruro 6.3 Contenido de álcalis 6.4 Exposición a agentes externos

SUB COMITÉ DURABILIDAD

Índice tentativo Propuesta de Norma 7. Requisitos de Materiales constituyentes 7.1 Cemento 7.2 Áridos 7.3 Agua 7. 4 Aditivos y Adiciones 7.5 Fibras 8. Diseño de mezclas 8.1 Generalidades 8.2 Consistencia (trabajabilidad) 8.3 Dosis de cemento 8.4 Dosis y banda granulométrica de áridos 8.5 Dosis aditivos 8.6 Dosis de adiciones 8.7 Dosis de fibra 8.8 Verificación de volumen diseñado

MATERIALES Y DISEÑO DE MEZCLAS

Índice tentativo Propuesta de Norma 9. Confección y transporte a obra del hormigón proyectado (Referir a la NCh170) 10. Aplicación de hormigón proyectado 10.1 Trabajos previos 10.2 Equipo de proyección 10.3 Ejecución de la proyección 10.4 Curado y protección 11. Ensayos 11.1 Control de producción de hormigón proyectado 11.2 Control de hormigón proyectado fresco 11.3 Control de hormigón proyectado endurecido 12. Frecuencia de muestreo 13. Trazabilidad de hormigón proyectado/colocado 14. Anexos

SUB COMITÉ CONFECCIÓN, TRANSPORTE Y APLICACIÓN ENSAYOS Y FRECUENCIA DE MUESTREO

Estatus de la discusión Subcomité de Durabilidad

Ejes de la discusión: 1. Dosis mínima de cemento por durabilidad 2. Permeabilidad 3. Grados de exposición y Vida útil proyectada • Provisoria VU ≤ 2 años • Mediano Plazo 2 < VU ≤10 años • Permanente VU >10 años* 4. Descenso de resistencia por uso de acelerante 5. Refuerzo de armadura o uso de fibra

Permeabilidad al aire

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

• Control de Durabilidad con ensayos de Permeabilidad al Aire

Método Normalizado en Suiza • SN505 SIA 262/1 Anexo E desde el 2003, Rev. 2013 • Aplicación in-situ Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Metodología de Medición • Auto-calibración inicial del equipo • Medición de humedad superficial • Medición de aumento de presión después de producir por 60s un vacío de 30 mb • Duración de 6 min cada medición

Recomendaciones para medir in-situ • Se eligen Lotes de 6 puntos

Recomendaciones para medir en lab • Se eligen 2 caras opuestas de 3 probetas

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

• Control de Durabilidad con ensayos de Permeabilidad al Aire

Clases de Permeabilidad • Cada Clase un orden de magnitud (x10) • Medición muy sensible a variaciones de permeabilidad Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Comparación Ensayo de Penetración de Agua • Datos de mediciones en Chile • Mayor sensibilidad de Permeabilidad al Aire

Propuesta • Extracción de 3-6 testigos a 28d • Pre-acondicionamiento testigos • Medición en laboratorio

Aspectos Innovativos

(en revisiĂłn su inclusiĂłn como Anexo de Ensayos Complementarios)

• Estimación de Vida Útil con Modelo CTK-ConcreLifeŽ

đ?‘˝đ?‘źđ?‘Şđ?’? = đ?œś ∗ MetodologĂ­a Exp-Ref • Correlaciona estĂĄndares europeos de DiseĂąo por Vida Ăštil (50 aĂąos, recubrimiento mĂ­n, a/c mĂĄx, permeabilidad, exposiciĂłn ambiental) ContribuciĂłn: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

đ?’„đ?&#x;? đ?&#x;? đ?’Œđ?‘ť "đ?&#x;‘

+ TpCl

đ?‘˝đ?‘źđ?‘Şđ?‘śđ?&#x;? = đ?œˇ ∗

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+ TpCaO

Relación experimental de Permeabilidad al Aire con Ingreso de Cloruros y Carbonatación • Investigaciones independientes • Difusión de Cloruros (2da. Ley de Figg) • Velocidad de Carbonatación

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

• Estimación de Vida Útil con Modelo CTK-ConcreLife®

VU {kT;rec} f´c vs. kT

Diseño con Probabilidad de Inicio de Corrosión Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Control in-situ con Probabilidad de Inicio de Corrosión

Propuesta • Incorporar el Diseño por Vida Útil a los hormigones.

Estatus de la discusión

Subcomité de Materiales y Diseño de mezclas

Materiales componentes

ü Banda granulométrica de EFNARC como anexo de la norma y en el capítulo de áridos, elaborar una tabla en semejanza con la NCh 163 para armonizar NCh ü Requisitos de materiales constituyentes a redactar basados en NCh vigentes. ü Fibras ü Acelerantes ü Adiciones

Tabla – Bandas Granulometrías para Hormigón proyectado Tamices mm

% de material que pasa

16

100

8

90 - 100

4

73 - 100

2

55 - 90

1

37 - 72

0,5

22 - 50

0,25

11 - 26

0,125

4 - 12

Fuente: EFNARC

Estatus de la discusión

Subcomité de Materiales y Diseño de mezclas

Diseño de mezclas Concepto de recomendaciones generales • Aspectos normativos y requisitos a cumplir por parte del hormigón proyectado: • Variaciones de origen y efecto en la dosificación • Docilidad • Dosis de cemento • Dosis de áridos • Dosis de aditivos y adiciones • Dosis de Fibra • Contenido de aire • Verificación del volumen

a) la resistencia especificada, b) la docilidad elegida debe ser compatibles con los métodos de colocación, c) los requisitos de durabilidad, según lo establecido en cláusula (según comité de Durabilidad); y d) cualquier otro requisito complementario especificado.

Estatus de la discusión

Subcomité de Materiales y Diseño de mezclas

Diseño de mezclas Concepto de recomendaciones generales • Aspectos normativos y requisitos a cumplir por parte del hormigón proyectado: • Variaciones de origen y efecto en la dosificación • Docilidad • Dosis de cemento • Dosis de áridos • Dosis de aditivos y adiciones • Dosis de Fibra • Contenido de aire • Verificación del volumen

Dosis de cemento: por durabilidad o por aplicación ? Acelerante (Restricción por perdida de resistencia) Fibra: Restricción por características especiales

Estatus de la discusión

Subcomité de Ensayos y Frecuencia de muestreo

ü Procedimiento: métodos de adherencia entre capas y shotcrete con sustrato, haciendo mención de las instrucciones/procedimiento del fabricante/suministrador. ü Redacción de ensayo Barcelona, como ensayo de control referenciado en Anexo y revisar la posibilidad o estudios en relación a probeta de 100mmx100mm ü Presentación de nuevos ensayos de Resistencias tempranas según madurez y por durabilidad ü Incluir procedimiento Mesa de sacudida, en Anexo de ensayos.

Ensayo de adherencia in situ

Estatus de la discusión

Subcomité de Ensayos y Frecuencia de muestreo

1 4

3

2 Tensión de adherencia in situ

Estatus de la discusión

Subcomité de Ensayos y Frecuencia de muestreo

• La metodología asegura una buena calibración de los equipos, que han sido utilizados internacionalmente para cumplir con la norma europea. Su sensibilidad está dentro de los rangos de trabajo de norma europea. • La metodología es capaz de calcular valores menores al límite de detección, el cual corresponde a 0.81 MPa. • La exactitud de los ensayos tomados corresponde a 90%, tomando en consideración el valor real como la moda de los ensayos, este valor corresponde a 0.8 MPa. • La precisión de los resultados es de un 47.7%, este parámetro se mide mediante el coeficiente de variación, el valor es alto para una metodología de este tipo.

Rango de trabajo Tensión de adherencia < 1,2 MPa

Estatus de la discusión Subcomité de Ensayos

ü Procedimiento: métodos de adherencia entre capas y shotcrete con sustrato, haciendo mención de las instrucciones/procedimiento del fabricante/suministrador. ü Redacción de ensayo Barcelona, como ensayo de control referenciado en Anexo y revisar la posibilidad o estudios en relación a probeta de 100mmx100mm ü Presentación de nuevos ensayos de Resistencias tempranas según madurez y por durabilidad ü Incluir procedimiento Mesa de sacudida, en Anexo de ensayos.

Ensayo Barcelona para control in situ de la absorción de energía

Estatus de la discusión Subcomité de Ensayos

Ensayo de control: Método Barcelona Objetivo

Aparatos Probeta de ensayo

Resultados

Fuente: Carlos Aire, Climent Molins y Antonio Aguado

Método de ensayo para determinar la resistencia a la fisuración, la tenacidad y la resistencia residual a tracción del hormigón reforzado con fibras. Máquina de ensayo, rotula y discos de carga. - Probeta de 150 mm de diámetro y 150 mm de altura. - Probeta de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura, con posterior corte a la mitad de altura por un plano perpendicular al eje simétrico de la probeta. - Extracción de testigo, de un diámetro no menor de 100 mm, conservando la relación de diámetro igual a altura. Energía 𝑇./ , la carga 𝑃./ , y resistencia residual a tracción del hormigón 𝑓01./ , se determinan para los valores de la deformación circunferencial total de 2 mm, 2,5 mm, 4 mm y 6 mm.

Estatus de la discusión

Subcomité de Ensayos y Frecuencia de muestreo

ü Procedimiento: métodos de adherencia entre capas y shotcrete con sustrato, haciendo mención de las instrucciones/procedimiento del fabricante/suministrador. ü Redacción de ensayo Barcelona, como ensayo de control referenciado en Anexo y revisar la posibilidad o estudios en relación a probeta de 100mmx100mm ü Presentación de nuevos ensayos de Resistencias tempranas según madurez y por durabilidad ü Incluir procedimiento Mesa de sacudida, en Anexo de ensayos.

Método de Madurez para control de resistencias tempranas

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

• Control de Resistencias Tempranas con Madurez: SmartShotcrete® • Estudio realizado en Santiago en paneles permitió identificar posibilidad de Ajuste de Curva de Calibración de Mezcla Base para la estimación de Resistencias en Shotcrete. • Posterior validación en terreno en Piloto ejecutado en proyecto del Norte Grande, tanto en paneles como en el shotcrete proyectado, permitió validar este ajuste. • La consideración de variaciones en resistencia de Mezcla Base tanto en planta como a pie de camión previo a la proyección del shotcrete, y de variaciones en medición de temperaturas por sensores inalámbricos, permite presentar un análisis probabilístico del momento de obtención de la resistencia requerida en el proyecto, o de la Madurez para alcanzarla. • La Metodología requiere una validación en terreno de la Curva de Ajuste. Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

Resistencias Tempranas • 3 dosificaciones • 3 ensayos habituales

Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Curva de Ajuste • Efecto “crossover” • Cambio de parámetros de Relación Resistencia-Madurez

Aspectos Innovativos

(en revisiรณn su inclusiรณn como Anexo de Ensayos Complementarios)

Contribuciรณn: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Aspectos Innovativos

(en revisión su inclusión como Anexo de Ensayos Complementarios)

+ Método de Madurez Método Tradicional • Se conoce comportamiento de • Testigos en paneles Temperaturas en esta Zona • Se identifica Zona de Interés, pero sin • Se detecta diferencia entre paneles y datos en terreno caja del túnel. • Se desconoce incremento de resistencias en esta Zona • Alto Riesgo personal Calidad. Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Propuesta Modelo SmartShotcrete® • Determinación probabilística de obtención de Resistencia de Interés según Madurez o Tiempo • No se requieren paneles, sólo en la validación • Menor riesgo a personal de Calidad.

PROGRAMA DE TRABAJO 2020 Revisión documental

Conformación de grupos de trabajo

Discusión subcomités

Septiembre

Contribución: Dr.-Ing. Luis Ebensperger M.

Redacción/en vío borrador Anteproyecto

Octubre

Recepción observaciones

Revisión comité

Noviembre

Ratificación anteproyecto

Diciembre

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