hormigón proyectado archivos - El blog de Víctor Yepes

Hormigón proyectado por vía seca

Durante muchos años, se utilizó la técnica de proyección en seco con acelerantes en polvo o en forma líquida, que ofrecía varias ventajas, pero también generaba una considerable cantidad de polvo. En los últimos años, se ha adoptado el método semihúmedo, en el que se añade agua a unos 5 m de la boquilla de proyección. Este enfoque permite humedecer adecuadamente la mezcla, lo que reduce el polvo y mejora la homogeneidad del mortero u hormigón proyectado.

Para la fabricación de hormigón proyectado por vía seca, se requiere una instalación que suministre aire y agua a presión, además del equipo de proyección. Estos equipos permiten mezclar en seco los áridos y el cemento, así como añadir agua para el fraguado mediante un anillo perforado en la boquilla de salida.

En el proceso de mezcla seca, se añade el agua necesaria en la boquilla de aplicación, y el material seco de cemento (cenizas, escorias, humo de sílice, etc.) y los áridos se entregan a través de la pistola. El proceso de mezcla húmeda emplea hormigón preparado, con la exclusión de los aceleradores necesarios. Los ingredientes se suministran con camiones hormigoneras de hormigón, listos, como se hace con el hormigón normal. La dosificación de cemento oscila entre 300 y 375 kg/m³, con relaciones agua/cemento de alrededor de 0,40 y 0,56, y con la limitación del tamaño máximo del árido, que generalmente es inferior a 10 mm, en función del tamaño de la manguera y la boquilla empleadas.

Figura 2. Esquema gunitado vía seca. https://www.concretonline.com/images/pdf/hormigon/articulos/sika05.pdf

Durante la mezcla en seco, es fundamental controlar que la temperatura del cemento no sea elevada y que no contenga humedad, ya que esto podría provocar un fraguado prematuro. Se recomienda utilizar cementos de fraguado rápido, con poca o ninguna adición. Los áridos deben estar limpios y tener una humedad adecuada, generalmente entre el 2 % y el 6 %. En algunos casos, será necesario humedecer los áridos previamente, pero es importante no excederse, ya que un exceso de humedad podría obstruir la boquilla durante la proyección. El tamaño máximo del árido dependerá del equipo de proyección utilizado, especialmente de las mangueras y la boquilla, y generalmente no debe superar los 12 mm, aunque en espesores grandes puede llegar hasta los 20 mm.

Figura 3. Esquema de gunitado por vía semihúmeda. https://www.concretonline.com/images/pdf/hormigon/articulos/sika05.pdf

En el método de proyección en seco, el operario comienza por introducir únicamente aire comprimido en la manguera de distribución y, gradualmente, va añadiendo la mezcla en seco a la boquilla. Es fundamental que el operario mantenga un equilibrio adecuado entre el flujo de aire y el material para asegurar una aportación constante e ininterrumpida. Además, se debe regular la cantidad de agua en la boquilla para lograr la humedad adecuada. Al detener la operación, es necesario cortar tanto la alimentación de material como el suministro de agua.

En la técnica de proyección en seco, la habilidad del operario es crucial para asegurar un suministro constante y uniforme de material. Si no se mantiene un equilibrio adecuado entre la cantidad de aire y la de agua, pueden producirse interrupciones en la proyección, atascos, variaciones en la velocidad de salida de la boquilla o un exceso de material rebotado. Estas interrupciones pueden provocar una falta o un exceso de agua en la mezcla, lo que requiere un ajuste rápido del suministro de agua por parte del operario. La mala calidad del hormigón resultante de estos problemas puede incluso obligar a retirar el material del paramento.

En el método de proyección en seco, se añade agua a la boquilla para conferir un leve brillo a la superficie final. El operario debe ajustar la cantidad de agua de inmediato según sea necesario. Un exceso de agua puede causar descuelgues y pérdidas de material, especialmente en trabajos en altura, donde se proyecta una gran cantidad de material en un área específica de forma simultánea. Por otro lado, una cantidad insuficiente de agua da como resultado una superficie seca, oscura y sin brillo, lo que aumenta el rechazo del material, favorece la formación de bolsas de arena y eleva el riesgo de puntos débiles y de estratificación del hormigón. Para un control efectivo del agua, la presión en la boquilla debe situarse entre 100 y 200 kPa respecto a la presión del aire. En el método de proyección en seco, las variaciones en el contenido de agua pueden afectar a la uniformidad de la resistencia del hormigón.

En la proyección por vía seca, la velocidad de aplicación depende de varios factores: el volumen y la presión del suministro de aire, el diámetro y la longitud de la manguera, el tipo de boquilla y las características de los áridos empleados. Estas variables proporcionan mayor flexibilidad y versatilidad en las operaciones. Como resultado, el operario puede ajustar con mayor precisión el flujo, la velocidad y el contenido de agua de la mezcla proyectada.

Os dejo algunos vídeos explicativos.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

TIKTIN, J. (1998). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

YEPES, V. (2026). Fabricación y puesta en obra del hormigón. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 452 pp. Ref. 441. ISBN: 978-84-1396-418-8

Cursos:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigón proyectado por vía húmeda

El hormigón proyectado por vía húmeda (en inglés, wet spraying) es un tipo de hormigón de granulometría fina que se bombea y se mezcla con aire comprimido. Este aire comprimido impulsa el hormigón a una velocidad de salida aproximada de 12 m/s, lo que facilita su proyección. Las modernas máquinas de proyección de hormigón y los últimos avances en tecnología de aditivos han permitido alcanzar altos rendimientos en la proyección de hormigón por vía húmeda. Estos avances garantizan una formación mínima de polvo, reducen significativamente el rebote y no afectan a las resistencias a compresión requeridas. Sin embargo, en volúmenes de proyección pequeños, el método en vía húmeda puede incrementar el coste de la obra debido al precio de los equipos.

Existen dos sistemas de proyección por vía húmeda: el de flujo diluido (rotor) y el de flujo denso (pistón). Actualmente, se prefiere el sistema de flujo denso. El sistema de flujo diluido es adecuado para rendimientos de entre 5 y 20 m³/h, mientras que el sistema de flujo denso es más apropiado para rendimientos de entre 5 y 25 m³/h. En el sistema de flujo denso, la mezcla de hormigón se transporta hidráulicamente mediante bombas de pistón, que utilizan movimientos rápidos de la válvula de salida o un movimiento compensado electrónicamente de los pistones para evitar discontinuidades en el chorro de hormigón durante la proyección.

En la vía húmeda, si el hormigón se suministra desde la planta, es esencial utilizarlo en menos de 45 minutos. Si no es posible cumplir con este plazo, se deben emplear retardadores compatibles con los acelerantes utilizados en la boquilla.

Figura 2. Esquema de gunitado por vía húmeda. https://es.scribd.com/document/362308363/Shotcrete

En el método de proyección en húmedo, el hormigón o mortero premezclado, con un asentamiento en cono de entre 4 y 8 cm, se carga en una tolva remezcladora de la máquina de proyección. La mezcla se transfiere luego a la boquilla, donde se le añade aire a presión para aumentar la velocidad de salida y convertirla en un aerosol. El operario regula el flujo de aire, mientras que la mezcladora controla el contenido de agua y la consistencia de la mezcla. Los tiempos de respuesta ante las variaciones en los sistemas de control son más largos que con el método en seco, lo que implica que el ajuste de la proyección no es tan inmediato.

El volumen de aire necesario es relativamente bajo, de alrededor de 10 m³/min, para lograr un rendimiento de aproximadamente 12 m³/h. La incorporación de aire se realiza mediante una boquilla conectada a tres mangueras: una para el hormigón bombeado, otra para el aire comprimido y otra para el acelerante.

En el método de proyección en húmedo, las interrupciones en el suministro no afectan el contenido de agua de la mezcla y la dependencia del operario respecto de la bomba es menor. Sin embargo, el operario debe supervisar la humedad de la mezcla en la bomba para garantizar un suministro uniforme.

En el método de proyección en húmedo, el operario no puede ajustar el contenido de agua de la mezcla directamente en la boquilla. El asentamiento en cono de la mezcla debe estar entre 38 y 75 mm: valores inferiores a 38 mm pueden incrementar el rebote, mientras que valores superiores a 75 mm pueden causar descuelgues y desprendimientos.

En la vía húmeda, el contenido de agua de la mezcla está determinado por el tipo de aplicación y por las exigencias de trabajabilidad de la bomba.

Os dejo algunos vídeos explicativos:

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

Cursos:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigón proyectado: gunitado

https://www.pavireal.es/hormigon-gunitado/

La técnica del gunitado, también conocida como hormigón proyectado, es un sistema constructivo que consiste en proyectar hormigón o mortero mediante un «cañón» (o manguera a alta presión) sobre cualquier tipo de superficie, incluso sobre la tierra. Su objetivo es construir un muro continuo, con mayor resistencia y menor espesor, capaz de soportar y contener la presión del terreno, independientemente del tipo de pendiente, y de ofrecer una impermeabilización óptima gracias a su baja porosidad. Una de las grandes ventajas frente al hormigón tradicional es que no requiere compactación (ni el autocompactante), por lo que puede adaptarse a superficies de todo tipo y geometría. La velocidad de impacto es la que compacta el material de inmediato. Actualmente, el hormigón proyectado es un elemento indispensable en los procedimientos de sostenimiento y revestimiento estructural de túneles y taludes.

Este hormigón se llamó originalmente «gunite» o «gunita» cuando Carl Akeley diseñó un duplicado de pistola de cemento de cámaras en 1910. Su aparato neumático aplicaba una mezcla de cemento y arena a gran velocidad sobre la superficie prevista. El desarrollo de la gunita en Europa siguió al de EE. UU. cuando un ingeniero de la empresa CEMENT-GUN CO. americana fundó la TORKRET GmbH en 1921, utilizándose entonces la gunita en reparaciones de muros defectuosos y, en mucho menor medida, en el revestimiento de túneles y galerías.

Podemos distinguir tres procesos de gunitado: mezcla seca, mezcla húmeda y mezcla semihúmeda. En el proceso de mezcla seca, se introduce y se mezcla el agua necesaria en la boquilla de aplicación, junto con el material seco de cemento (cenizas, escorias, humo de sílice, etc.), y los agregados se entregan a través de la pistola. El proceso de mezcla húmeda emplea hormigón que ha sido entregado y está bien mezclado, pero carece de los aceleradores necesarios. Los ingredientes suelen entregarse en camiones mezcladores de hormigón, listos para su uso, al igual que ocurre con el hormigón normal. La dosificación de cemento oscila entre 300 y 375 kg/m³, con relaciones agua/cemento de alrededor de 0,40 y 0,56, y con la limitación del tamaño máximo del árido, que generalmente es inferior a 10 mm, en función del tamaño de la manguera y la boquilla empleadas.

Os dejo varios vídeos sobre cómo se aplica la técnica. Espero que os gusten.

También os dejo el siguiente artículo por si os interesa.

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Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

Cursos:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigón proyectado con fibras

El uso de fibras como refuerzo en materiales frágiles se remonta a épocas antiguas, a épocas en las que se empleaban paja o crines de caballo para fortalecer arcillas en la producción de ladrillos o para reforzar suelos. No obstante, el enfoque moderno de incorporar fibras discontinuas y discretas en materiales frágiles, como morteros de cemento y hormigón, no se consolidó hasta principios del siglo XX.

La eficacia de este refuerzo se debe no solo a las propiedades mecánicas de la fibra, que contribuyen al cierre de fisuras en planos perpendiculares a las direcciones principales de tracción, sino también a su capacidad de trabajar en conjunto con la matriz del hormigón. Las interacciones entre la fibra y la matriz, la adhesión y el modo de anclaje son factores críticos que inciden en el comportamiento del material compuesto. Por lo tanto, además de investigar diversos tipos de materiales, la literatura técnica analiza una amplia variedad de formas y acabados superficiales para optimizar el comportamiento del material compuesto.

En este contexto, cada vez se está imponiendo más, sobre todo en la reparación de estructuras de hormigón, el hormigón o mortero proyectado reforzado con fibras. Estas fibras, metálicas o plásticas, al proyectarse, quedan distribuidas en todas las direcciones, lo que da como resultado un material con buenas prestaciones a tracción, flexión, impacto, fatiga y fisuración. Las fibras se mezclan en la masa y fluyen sin problema por el cañón de lanzamiento. Se trata de una solución de gran interés para la fisuración, que permite sustituir las soluciones clásicas de mallas electrosoldadas y telas de gallinero.

Una aplicación interesante es la reparación de estructuras dañadas por el fuego, como recrecidos, revestimientos de túneles, consolidación de taludes y reparación de presas. Si se utilizan fibras de acero inoxidable, áridos refractarios y cemento aluminoso, se pueden revestir hornos y conductos de gases a altas temperaturas.

Lo habitual es utilizar fibras de acero de bajo contenido de carbono, con una longitud de unos 30 mm y un diámetro de entre 0,3 y 0,5 mm. Su proporción es inferior al 1 % en volumen (menos de 80 kg/m³). Las fibras suelen ser rectas o con los extremos conformados, el tipo más empleado, pues mejoran el anclaje en la masa y permiten el uso de fibras más cortas y, por tanto, de mezclas más dóciles.

Se pueden utilizar fibras distintas del acero. La fibra de carbono tiene propiedades ideales, pero su precio es muy alto para su uso habitual. La fibra de vidrio es adecuada para aplicaciones de partículas finas especiales, siempre y cuando se cumplan los requisitos de su comportamiento a largo plazo. La fibra de polímero se emplea fundamentalmente para reparar el hormigón, pues mejora la cohesión interna del hormigón proyectado y reduce el agrietamiento por contracción durante el desarrollo de la resistencia inicial. La fibra plástica mejora la resistencia al fuego del hormigón en general.

Os dejo un vídeo en el que se puede ver la aplicación del hormigón proyectado con fibras.

A continuación, os paso un vídeo de una conferencia de Markus Jahn, ingeniero de producto de Sika, en la que nos presenta los últimos desarrollos en aditivos acelerantes para el hormigón lanzado y las nuevas tecnologías para transportar concreto a largas distancias en túneles. Espero que os resulte de interés.

Referencias: