CONCRETO LANZADO CHUNGAR FRAGUADO

CONCRETO LANZADO EN CHUNGAR
REDUCCION TIEMPO DE FRAGUADO
PLANTA INPECON – INICIOS PLANTA COMPAÑIA – ACTUAL
VIA SECA VIA HUMEDA
Departamento.
Geomecánica
Chungar, Setiembre 2011

• Introducción
– Definición Concreto Lanzado
– Cuadros históricos del Concreto Lanzado en Chungar
– Concreto lanzado como elemento de soporte
• Procesos en el Sistema de Concreto Lanzado en Chungar
– 1er. Proceso: Calidad de los insumos
– 2do. Proceso: Dosificación, mezclado y verificación del
concreto en estado fresco (Planta de Concreto).
– 3ro. Proceso: Transporte y colocación del concreto
(verificación: % rebote, adherencia, fć del concreto
endurecido).
• Reducción tiempo de fraguado en mina
– Diseño actual Vs. Diseño propuestos
– Rć actual Vs. Rć propuestos
– Costos actual Vs. propuestos
– Consideraciones para uso del diseño propuesto
•

• Introducción
• Definición
• Cuadros históricos del concreto
lanzado en Chungar
• Concreto Lanzado como elemento de
soporte

DEFINICION

Concreto Lanzado (shotcrete)
Es un sostenimiento inicial.
Se da el nombre de Concreto Lanzado o Shotcrete, a la
mezcla de: cemento, áridos, fibra, agua y opcionalmente
aditivo súperplastificante, vía seca o vía húmeda,
transportado por algún medio hasta la zona a reforzar y
a través de una manguera es proyectado con aire
comprimido a gran velocidad contra una superficie
rocosa; a la que se añade un aditivo acelerante de
fragua que produce un endurecimiento muy rápido, del
concreto.

CUADROS HISTORICOS
DEL
CONCRETO LANZADO
EN
CHUNGAR

CUADRO ESTADÍSTICO DE SOSTENIMIENTO (2001 al 2011) Animon
ELEMENTO SOSTENIMIENTO UNI 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
(Agosto)
SHOTCRETE VIA HUMEDA m3 0 0 0 2,300 5,700 16,504 21,644 22,210 22,107 31,736 26,595
SHOTCRETE VIA SECA m3 1,496 2,723 13,672 11,856 29,930 20,073 14,993 7,934 11,206 8,869 2,423
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
TotaldeShot.VíaHumeda
Años
ESTADISTICA DE SHOTCRETE VIA HUMEDA - VIA SECA DEL 2001 AL 2011
SHOTCRETE VIA SECA SHOTCRETE VIA HUMEDA

DISEÑOS HISTÓRICOS DE CHUNGAR
Requerimiento de la mina
f´c = 90 kg/cm2 a 24 horas
f´c = 210 kg/cm2 a 07 días
INSUMO UNIDAD DISEÑO 1 DISEÑO 2 DISEÑO 3 DISEÑO 4 DISEÑO 5
NOV 2002 - DIC 2004
UNICON
ENE 2005 - AGO 2006
UNICON
JUL 2005 - NOV 2006
INPECON/ROBOCON
ENE 2007 - MAY 2008
FIRTH/ROBOCON
JUN 2008 - ACTUAL
FIRTH -
CIA/ROBOCON
Cemento Andino I Kg. 360.00 360.00 400.00 400.00 400.00
Arena Kg. 1670.00 1670.00 1670.00 1610.00 1610.00
Rheomac SF 100 Kg. 19.98 0.00 0.00 0.00 0.00
Rheobuild 1000 Lt. 4.18 4.00 0.00 0.00 0.00
Delvo Lt. 1.80 1.66 0.00 0.00 0.00
Sikament 360 Lt. 0.00 0.00 5.00 6.00 0.00
Viscocrete 3330 Lt. 0.00 0.00 0.00 0.00 2.15
Meyco SA 160 Lt. 18.47 18.47 0.00 0.00 0.00
Vlox Gln. 0.00 0.00 3.50 3.50 0.00
Sigunit L30 PE Gln. 0.00 0.00 0.00 0.00 3.00
Filler Calizo Kg. 0.00 25.00 0.00 0.00 0.00
Fibra Enduro Kg. 0.00 5.00 0.00 0.00 0.00
Fibra 65/35 Kg. 0.00 0.00 20.00 20.00 20.00
Fibra S-152 HPP Kg. 5.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Agua Lt. 159.59 183.00 156.00 200.00 185.00

CONCRETO
LANZADO
COMO ELEMENTO
DE
SOPORTE

• El Concreto Lanzado (Shotcrete) en
minería es típicamente usado para:
• Soporte temporal
• Soporte permanente
• Para proteger rampas o accesos principales
• Reforzamiento de pilares o su reemplazo
• Paredes para soporte de backfill (relleno en pasta)
• Soporte en piques
• Soporte en general

• Procesos en el Sistema de
Concreto Lanzado en Chungar
• 1er. Proceso: Calidad de los insumos
• 2do. Proceso: Dosificación, mezclado y
verificación del concreto en estado fresco
(Planta de Concreto)
• 3er. Proceso: Transporte y colocación del
Concreto Lanzado (verificación: % rebote,
adherencia, f`c del concreto endurecido)

1er. PROCESO
CALIDAD
DE
LOS
INSUMOS

• Cemento Portland Tipo 1 (Andino): Uso normal.
• El tipo de cemento afecta la velocidad de hidratación, y con ello la
obtención de la resistencia, especialmente tiene influencia
significativa en la resistencia a edades tempranas.
• Agua de diseño: de preferencia con ph neutro.
• Debe ser limpia y estar libre de sustancias que puedan ser nocivas
al concreto y acero.
• Cantidad de agua: 180 a 240 Lts. (normalmente).
• Muy alta fluidez puede ocasionar: segregación que puede ocasionar
atoros, fraguado lento después del lanzado.
• Un concreto con mínima adición de agua: reducción en la relación
a/c, mejores resistencias finales y mejora otras propiedades del
concreto (porosidad, impermeabilidad).

• Agregados: Utilizamos la gradación No. 2
• Llamados áridos, constituyen alrededor del 75% en volumen de una
mezcla típica de concreto. Los agregados para el concreto lanzado,
deben cumplir con los requisitos de las especificaciones Standard
ASTM C-33 u otras y libres de materia orgánica e impurezas.
• Aditivo acelerante de fragua: Alcalino
• Son aquellos que aceleran el endurecimiento o desarrollo de la
resistencia inicial del concreto lanzado (shotcrete). En la mina se
esta utilizando actualmente el Sigunit L30 PE con PH 13.
• Fibras metálicas: Para vía húmeda 65/35
• La adición de fibras a los morteros y hormigones mejora sus
características notablemente: el acero tiene un módulo de
elasticidad 10 veces superior al hormigón; además de una buena
adherencia de éstas a la mezcla, un alto alargamiento de rotura y
una gran facilidad de mezclado.

• Aditivo superplastificante de alto rango: Viscocrete
3330:
• Este insumo se utiliza con tres propósitos y principalmente en el
proceso por vía húmeda:
• Para lograr una mayor resistencia al disminuir la relación
agua/cemento (menos agua de diseño).
• Para facilitar la trabajabilidad en la operación de colocado del
concreto lanzado (slump adecuado).
• Para que el calor de hidratación disminuya y por lo tanto
aumento en la resistencia en edades tempranas y distribución
uniforme del cemento en el concreto.

• ENSAYOS A LOS AGREGADOS
• GRANULOMETRIA.
NORMAS: ASTM C-136 NTP 400.012
• HUMEDAD.
• PASANTE MALLA 200 (% DE FINOS).
• PESO ESPECIFICO Y ABSORCION AGREGADO GRUESO.
• PESO ESPECIFICO Y ABSORCION AGREGADO FINO.
• PESO UNITARIO. (VERIFICACION DEL VOLUMEN DE
ARIDOS)

2do. PROCESO
Dosificación, mezclado y
verificación del concreto
en estado fresco
(Planta de Concreto)

• En este proceso se debe tener en cuenta los
siguientes puntos:
• Buena operatividad de la planta (mantenimiento oportuno para
detectar fallas y corregir sin perjudicar el proceso).
• Calibración constante de balanzas (cemento, agregados), tanque de
aditivo superplastificante (dosificador en buen estado).
• Verificación de la calidad del concreto fresco entregado (slump,
temperatura, rendimiento en m3, peso unitario, perdida de
asentamiento en el tiempo y toma de muestras en planta para
verificación de la resistencia a la compresión uniaxial) son puntos
importantes para entregar un producto que cumpla con los
parámetros exigidos.

• ENSAYOS AL CONCRETO EN ESTADO FRESCO
• MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO EN ESTADO
FRESCO.
• DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL CONCRETO EN
ESTADO FRESCO.
• DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO Y RENDIMIENTO DEL
CONCRETO EN ESTADO FRESCO.
• DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO
EN ESTADO FRESCO POR EL MÉTODO DE PRESION.

3er. PROCESO
Transporte y colocación
del Concreto Lanzado
(verificación: % rebote,
adherencia, f`c del
concreto endurecido)

• En este proceso se debe tener en cuenta los
siguientes puntos:
• Se debe verificar que el producto llegue a la zona donde se
procederá a colocar con el slump y trabajabilidad adecuado.
• La colocación del concreto, aquí se debe contar con los siguientes
parámetros: presión de aire adecuada (mínimo 3.5 bares), caudal
constante, buen desatado de la zona donde se va a colocar el
concreto, espesor debe ser lo más uniforme posible, puntos
fundamentales para lograr una buena adherencia del concreto con
la roca, la dosificación de aditivo se controla ajustando la cantidad
de acuerdo al tipo de terreno.
• La verificación de la calidad del concreto lanzado in situ se realiza
muestreando paneles para extraer testigos y su correspondiente
ensayo a compresión uniaxial y mediante la prueba de rebote se
verifica la cantidad de mezcla desperdiciada que no debe exceder
el 10% del volumen total colocado.

• ENSAYOS AL CONCRETO ENDURECIDO
• DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE
ESPECIMENES CILINDRICOS EN PLANTA (15 cm X 30 cm)
• DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE
TESTIGOS DIAMANTINOS EXTRAIDOS EN MINA (7.5 cm X 14
cm)
• DETERMINACIÓN DE LA TENACIDAD: ENERGIA ABSORBIDA A
LA FLEXION DE CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS
USANDO PANEL CUADRADO (60 cm X 60 cm X 10 cm.)
NORMA: EUROPEA EFNARC

PROCESO DE APLICACIÓN
DOSIFICACIÓN Y
MEZCLADO
TRANSPORTE
LANZADO
CONTROL DE CALIDAD
MUESTREOENSAYO
VERIFICACIÓN

• Reducción tiempo de fraguado
en mina
– Diseño actual Vs. Diseños propuestos
– R´c actual Vs. R´c propuestos
– Costos actual Vs. Propuestos
– Consideraciones para uso del diseño
propuesto
•

DISEÑO ACTUAL
Vs.
DISEÑOS PROPUESTOS
•

• Diseño de mezcla actual en Chungar
– Cemento Tipo 1 400 kg
– Relación a/c 0.4625
– Agua de diseño 185 Lt.
– Agregados G#2 1610 kg
– Super Plastificante 2.15 Lt. Viscocrete
3330
– Fibra metálica 65/35 20.0 Kg
– Acelerante : 3-5% ; Sigunit L30 PE Alcalino

DISEÑOS PROPUESTOS PARA 1 M3 DE MEZCLA
CONCRETO LANZADO VIA HUMEDA
INSUMOS Unidad DV DVII DXII
Pesos Secos
Cemento Andino Tipo 1 Kg. 400.00 400.00 400.00
Arena gradación 2 Kg. 1620.00 1620.00 1615.00
Agua de diseño Litros 176.00 176.00 176.00
Aditivo Viscocrete 3330 Lts. 2.80 3.00 2.15
Aditivo Sika Tard PE Lts. 0.00 0.00 1.82
Fibra metálica 65/35 Kg. 20.00 20.00 20.00

RESISTENCIA A LA COMPRESION
ACTUAL
Vs.
PROPUESTOS
•

•
RESULTADOS REDUCCION DE FRAGUA
DISEÑO PATRON VS DISEÑOS PROPUESTOS
Resistencia a la Compresion Uniaxial
MPA
EDAD
Días
DISEÑO
PATRON
V3330-2.15 LT.
R A/C 0.463
DV
V3330-2.80 LT.
R A/C 0.44
DVII
V3330-3.0 LT.
R A/C 0.44
DXII
V3330-2.15 LT.
Sika Tard-1.82 LT.
R A/C 0.44
1 9.1 12.2 16.4 10.1
3 19.5 25.3 31.7 27.2
7 27.5 39.5 39.6 38.3
28 42.0 49.2 50.7 48.6

•
9.1
19.5
27.5
42.0
12.2
25.3
39.5
49.2
16.4
31.7
39.6
50.7
10.1
27.2
38.3
48.6
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
1 3 7 28
MPA
EDAD (Dias)
GRAFICO DISEÑO PATRON VS PROPUESTOS
RESISTENCIA A LA COMPRESION UNIAXIAL
DISEÑO
PATRON
V3330-2.15 LT.…
DV
V3330-2.80 LT.
R A/C 0.44
DVII
V3330-3.0 LT.
R A/C 0.44
DXII
V3330-2.15 LT.
Sika Tard-1.82 LT.…

COSTOS DISEÑO ACTUAL
Vs.
DISEÑOS PROPUESTOS
•

REDUCCION DE TIEMPO DE FRAGUA SHOTCRETE VIA HUMEDA
CUADRO DE COSTOS - DISEÑOS PROPUESTOS VS DISEÑO PATRON
DATOS
GENERALES
OBRA : MINA CHUNGAR
CLIENTE : Mina
TIPO DE CAMBIO : 2.715
SHOTCRETE SHOTCRETE SHOTCRETE SHOTCRETE SHOTCRETE SHOTCRETE
DISEÑO PATRON
DISEÑO
PROPUESTO V
DISEÑO PROPUESTO
VII
DISEÑO PROPUESTO
DXII
DISEÑO
PROPUESTO A
DISEÑO
PROPUESTO B
INSUMOS UNIT COSTO INSUMOS INSUMOS INSUMOS INSUMOS INSUMOS INSUMOS
UNITARIO PESOS US$/./M3 PESOS US$/./M3 PESOS US$/./M3 PESOS US$/./M3 PESOS US$/./M3 PESOS US$/./M3
Cemento Tipo 1 KG $0.10000 400.000 $40.00 400.000 $40.00 400.000 $40.00 400.000 $40.00 400.000 $40.00 400.000 $40.00
Arena gradación 2 KG $0.01090 1610.000 $17.551620.000 $17.66 1620.000 $17.66 1615.000 $17.60 1620.000 $17.66 1620.000 $17.66
Agregado grueso KG $0.00000 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00
Viscocrete 3330 LT $4.48170 2.150 $9.64 2.800 $12.55 3.000 $13.45 2.150 $9.64 2.150 $9.64 0.000 $0.00
Sika Tard PE LT $2.72560 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 1.820 $4.96 1.000 $2.73 1.000 $2.73
Fibra Metálica 65/35 KG $1.67000 20.000 $33.40 20.000 $33.40 20.000 $33.40 20.000 $33.40 20.000 $33.40 20.000 $33.40
Fibra Metálica 45/35 KG $0.00000 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00
Viscocrete 1110 LT $2.79440 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 0.000 $0.00 3.000 $8.38
Agua de diseño LT $0.00000 185.000 $0.00 176.000 $0.00 176.000 $0.00 176.000 $0.00 176.000 $0.00 176.000 $0.00
TOTAL INSUMOS
INC. DESPERDICIOS 2217.150 2218.800 2219.000 2214.970 2219.150 2220.000
COSTO TOTAL $100.59 $103.61 $104.51 $105.60 $103.43 $102.17
VOLUMEN PROMEDIO SVH 3,600 3,600 3,600 3,600 3,600 3,600
COSTO MENSUAL $362,124.00 $372,996.00 $376,236.00 $380,160.00 $372,348.00 $367,812.00
COSTO ADICIONAL X MES $10,872.00 $14,112.00 $18,036.00 $10,224.00 $5,688.00
COSTO ADICIONAL X AÑO $130,464.00 $169,344.00 $216,432.00 $122,688.00 $68,256.0
LEYENDA
DV = 2.80 LTS ADITIVO V 3330
DVII = 3.00 LTS ADITIVO V 3330
DXII = 2.15 LTS ADITIVO V 3330 + 1.82 LTS SIKA TARD
DA = 2.15 LTS ADITIVO V 3330 + 1.00 LT SIKA TARD PE
DB = 3.00 LTS ADITIVO V 1110 + 1.0 LT SIKA TARD PE

CONSIDERACIONES
PARA USO
DE
DISEÑOS PROPUESTOS

• El personal de laboratorio de control de calidad, se encargará del seguimiento
en mina, evaluando la trabajabilidad del concreto en tiempo real, temperatura,
fluidez, tiempo de fragua, slump y otros comportamientos reológicos propios de
la mezcla; y extrayendo la mayor cantidad de muestras para ser evaluadas, a
la vez que se verificará los defectos in situ para ir corrigiendo diariamente en
coordinación con la EE ROBOCON que brinda los servicios de transporte y
lanzado, ya que tanto los operadores de mixer y de robot se tendrán que
adecuar a las características nuevas de los diseños que se proponen como
alternativas para la reducción de fragua.
• Adicionalmente a los trabajos se dará capacitación constante al personal que
transporta y coloca el concreto sobre la nueva dosificación de la mezcla, los
nuevos aditivos que se emplearán y sus beneficios.
• Para llevar a cabo los trabajos se indica que sólo se realizara pruebas con
aditivos super plastificantes de última generación y retardantes, no se cambiará
las dosis del aditivo acelerante de fragua, la dosis utilizada se mantendrá
invariable.

• Entrenamiento – capacitación constante al operador de lanzado
– El operador del Alpha 20 es la clave para una exitosa colocación de shotcrete y
finalización de todo el sistema de concreto lanzado.
– La capacitación constante y el seguimiento a su trabajo es indispensable.
• Rebote – Depende de:
– Tipo y composición de agregados -Superficie de aplicación -Velocidad de
proyección -Habilidad del lanzador - Espesor de capa.
• Velocidad y caudal de aire: Factor preponderante para obtener
una buena
– Adherencia –Densidad –Resistencia – Durabilidad – Permeabilidad.

• Al iniciar las pruebas se realizarán los siguientes cambios:
– Tiempo de espera de la mezcla de 4 horas se reducirá a 3 horas.
– Presión de aire óptima de 4 bares y como mínimo 3.5 bares.
– Slump de la mezcla que sale de la planta: 7” a 8 1/2”.
– La mezcla requerirá de un remezclado de aproximadamente 4 minutos
antes de ser trasegado a la bomba del Alpha 20.
– Las zonas a ser sostenidas con shotcrete deben estar listas para no tener
dificultades con la trabajabilidad de la mezcla.

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