Capítulo 11
Clases de Resistencia Temprana
Las propiedades del hormigón proyectado cambian considerablemente durante su rápido fraguado. El hormigón proyectado tiene un mayor contenido de cemento y además contiene normalmente aditivos acelerantes de fraguado lo que genera diferencias de comportamiento respecto al hormigón convencional.
Una vez proyectado este hormigón tiene la ventaja de adquirir resistencia rápidamente en especial cuando se proyecta sobre un sustrato sin presencia de armadura o refuerzo.
La norma Europea UNE-EN 206-1 detalla las propiedades del hormigón y hace mención en el caso del hormigón proyectado a las clases de resistencia temprana.
Esta práctica fue adoptada a partir de la experiencia de la Sociedad del Hormigón de Austria y su Guía de Hormigón Proyectado38. De acuerdo a dicha guía, las propiedades tienen que ser indicadas en las especificaciones técnicas y administrativas del contrato y en el programa de ejecución del proyecto, en el programa de ensayos y ser descritas mediante el uso de breves designaciones o nomenclaturas. Estas clases y resistencias pueden ser modificadas durante el proyecto según las condiciones de trabajo, no son estrictas y pueden estar sujetas a cambios de común acuerdo entre el contratista y diseñador.
A continuación se realiza una breve descripción de las clases de hormigón proyectado.
Todas las tablas, gráficos y menciones de este capítulo, fueron extraídos de la versión 2013 de la
11.1 Clases de hormigón proyectado.
Las clases de hormigón proyectado tienen su fundamento en considerar la función estructural a la que estará sometido, el nivel de riesgo, los requisitos de durabilidad y la vida útil de diseño.
La guía determina la clase de inspección que se debe realizar a este tipo de hormigón y asocia a dicho hormigón, clases de exposición (ver tabla 7-138).
(SpC I) Hormigón proyectado con bajos requerimientos. Solamente para bajos requisitos y solicitudes de desempeño (clase de resistencia, durabilidad, etc.) y cuando existe un bajo nivel de riesgo. Por ejemplo, el sellado de soportes.
(SpC II) Hormigón proyectado con los requisitos normales. Requisitos normales para las propiedades de desempeño y cuando existe un nivel normal de riesgo. Por ejemplo en hormigón proyectado para la construcción de túneles como revestimiento primario, para asegurar y apoyar la roca circundante, que se mantenga en su lugar de forma permanente y usado solo o en combinación con capas internas u otros revestimientos o capas subsecuentes.
(SpC III) Hormigón proyectado con requisitos especiales. Este hormigón proyectado está destinado a construcciones con un alto nivel de riesgo y/o requisitos especiales de durabilidad. Se aplica para el revestimiento primario y secundario de las estructuras de túneles en roca blanda, para revestimientos de túneles en varias capas
Cuando se especifica hormigón proyectado de la clase SpC III además se especifica normalmente una alta resistencia a la penetración de agua.
11.2 Clases de resistencias tempranas
Para el hormigón proyectado se definen tres tipos de resistencia, para las cuales deberán considerarse las siguientes metodologías de medición:
El desarrollo de la resistencia del hormigón proyectado puede ser descrito como un efecto de dos procesos químicos principales, uno de ellos, se da en la mezcla entre el hormigón fresco y el aditivo acelerante en la boquilla, por donde se proyecta. Esta reacción se denomina resistencia inicial, que puede durar aproximadamente de 0 a 60 minutos y que se superpone con un fuerte aumento de la resistencia a la compresión, debido a la reacción de hidratación del cemento, denominada resistencia temprana (3-4 hrs).
El desarrollo de la resistencia durante los primeros minutos tiene una gran influencia sobre la formación de polvo y de rebote. Si la resistencia se alcanza de modo muy rápido, el shotcrete se endurece instantáneamente luego de ser proyectado, lo que impide la debida integración de las partículas más gruesas. Por lo tanto, para mantener la formación de polvo y de rebote dentro de límites aceptables, la resistencia medida después de 2 minutos en condiciones normales no debe exceder de 2 kgf/cm2 (0.,2 MPa)
11.3 Curvas J (ÖBV, 2013)
Si el hormigón fresco tiene que cumplir ciertos requisitos en términos de desarrollo de la resistencia, estos se especifican de acuerdo a clases de resistencia temprana denominadas J1, J2, J3 (ver fi gura 11.1). El hormigón proyectado J1 es adecuado para la colocación de capas delgadas sobre un sustrato seco y sin requisitos especiales de soporte de carga, ofreciendo como ventaja la baja formación de polvo y rebote.
Si el hormigón proyectado se va a colocar en capas gruesas (incluida sobre cabeza) a un alto rendimiento, se requiere un desarrollo del tipo J2. Lo mismo se aplica a las ubicaciones con filtración de agua y aplicaciones que implican la carga inmediata debido a las operaciones subsiguientes, por ejemplo perforación para anclaje o vibraciones por tronadura. Los requisitos J2 también se han de cumplir en el caso de necesidad de rápida resistencia debido a la presión de rocas, presión del suelo o de las cargas por gravedad. La especificación de la gama requerida depende también del grado de utilización del hormigón proyectado fresco.
Debido a la gran formación de polvo y de rebote, el hormigón proyectado J3 solo se debe especificar en circunstancias especiales (por ejemplo una fuerte entrada de agua).
Ante la presencia de una fuerte entrada de agua o sobre un sustrato desfavorable, se debe solicitar una mayor resistencia después de unos pocos minutos.
Es necesario tener presente que esta clasificación se desarrolló originalmente a partir de shotcrete por vía seca y que, aunque su uso se ha extendido a vía húmeda en los últimos 15 años, su especificación debe ser considerada con precaución y solo en los casos en los cuales sea imprescindible contar con resistencias a una edad muy temprana.
