Carmen Paz Muñoz E. - Criterios de aceptación de la Resistencia en Hormigón Proyectado

Relator: Carmen Paz Muñoz Effa

Propuesta de criterios de aceptación por resistencia para

hormigón proyectado

Tabla de contenidos

1. Contexto 2. Muestreo para recepción por resistencias de hormigón

proyectado3. Expresión de resultados y certificados4. Análisis de datos5. Propuesta de Criterios de recepción6. Correlación entre resistencia potencia y resistencia real

Propuesta de criterios de aceptación y rechazo de testigos de hormigón proyectado utilizados en fortificación de túneles mineros y civiles

Autores:José Gabriel Tenorio R.Ingeniero Constructor UNAB

Carmen Paz Muñoz E.Directora Ingeniería en Construcción UNAB

Etapas de control de shotcrete

Proyección

Control panel con acelerante

Control in situ

Ensayo

Controlesinterlaboratorio

Control muestras gemelas

Mezcla

Control salida planta

Control llegada frente

Transporte y estadía

Control llegada frente

Hormigón frescoResistencia Potencial

Hormigón endurecidoResistencia Real

Ensayos del hormigón proyectado

Fuente: elaboración propia.

Extracción de muestrasHormigón fresco Hormigón endurecido

• Panel estandarizado o disposición de testigos (sectores)• Frecuencia de muestreo• Distancias entre testigos• Toma de 3 testigos a 28 días• Esbeltez entre 1 y 2• Descarte/informe de testigos defectuosos• Edades de ensayo y extracción• Condiciones de curado inicial y laboratorio:

• Evitar perdida de humedad del panel. • Remover panel a las 18 hrs. • Curar panel durante 7 días o hasta extracción de

testigos. • Extracción de testigos: mantener borde de 12,5 mm

• Moldeo según ASTM (cilindro)

• Condiciones de curado inicial según NCh

• Respetar frecuencia de muestreo

• Al menos 2 probetas a 28 días• Edades de ensayo y

extracción

Control – ASTM C 1140Información complementaria

Grado I: Probeta sólida, sin laminaciones, huecos o zonas arenosas.

Grado II: Probetas con no más de dos laminaciones o áreas arenosas de 3 mm x 25 mm.

Grado III: Probetas con no más de dos laminaciones o áreas arenosas de menores a 5 mm x 30 mm.

Grado IV: Similar a Grado III, pero con defecto menor a 25 mm.

Grado V: No cumple anteriores. Calidad pobre.

Dejar registro fotográfico y adjuntar en certificado

Consideraciones del análisis

240 muestras de hormigón fresco (probetas moldeadas) 720 testigos de hormigón proyectadoNormas Chilenas para hormigón estructural Criterios ACI de dosificación Criterios ACI para hormigón estructuralNormas noruega, austriaca y ASTM para

Hormigón protectado

Consideraciones de hormigón estructuralHormigón fresco

Hormigón endurecidoNCh1998

1) Evaluación por grupos de muestras consecutivas

a. f3 ≥ fc + k1

b. fi ≥ fo = fc - k2

2) Evaluación considerando el total de muestrasa. fm ≥ fc + s • t

b. fi ≥ fo = fc - k2

ACI318S-11a) f3 ≥ fc

b) Si fc ≤ 35 MPa, fi ≥ fc – 3,5

Si fc > 35 MPa, fi ≥ 0,10 fc

NCh1172

Rpm ≥ 0,85 fcil

Rpi = 0,75 fcil

Criterios para la dosificación del hormigón según ACI

Objetivos de criterios ACI

Criterios para la dosificación del hormigón según ACICondición Criterio [kgf/cm2]

30 muestras (h° estructural) fcr = fc + 1,34 Ssfcr = fc + 2,33 Ss - 35

15 muestras (h° estructural) Ss•1,16; fcr = fc + 1,34 SsSs•1,16; fcr = fc + 2,33 Ss - 35



Sin datos para Ss (h° estructural) fcr = fc + 83Fuente: ACI318S-11.

Evaluación por medio de criterios existentes

F U E N T E : J T R – E X A M E N D E G R A D O – U N I V E R S I D A D A N D R É S B E L L O

Aceptación o rechazo según los distintos criterios consideradosOrigen Condición Criterio % cumple % no cumple

Chile Hormigón estructuralRi ≥ 75% fc 100,00 0,00

Rp ≥ 85% fc 100,00 0,00

Austria

Para 15 muestrasRi ≥ fc - 40 100,00 0,00

Rp ≥ fc+1,48•σ 87,50 12,50

Para total de muestrasRi ≥ fc - 40 100,00 0,00

Rp ≥ fc + 1,48•σ 84,58 15,42

Para 5 muestrasRi ≥ fc - 40 100,00 0,00

Rp ≥ fc+20 100,00 0,00

Noruega

AutocontrolRi ≥ fc - 50 100,00 0,00

Rp ≥ fc+20 100,00 0,00

Productor de hormigónRi ≥ fc - 50 100,00 0,00

Rp ≥ fc + 50 96,25 3,75Fuente: elaboración propia.

Criterio austriaco


Rp ≥ fc + 1,48 σ

Muestras rechazadas por su Rp mediante criterio austriaco

N°muestra Rp

N°muestra Rp

N°muestra Rp

21 306,2 86 307,4 177 313,5

22 301,3 88 308,8 179 326,5

23 315,8 90 284,5 181 311,1

24 299,1 101 279,4 216 314,1

26 311,1 110 316,4 218 284,8

27 322,1 111 321,3 221 290,5

37 321,8 118 290,0 226 326,9

46 288,6 119 302,6 231 327,5

49 329,2 121 299,1 234 322,2

50 326,5 122 304,4 238 327,2

59 321,0 162 313,4 239 321,9

61 315,0 164 314,8

85 324,6 165 277,5 σ 53,55Fuente: elaboración propia.

Fc= 250 kgf/cm2 (probetas cilíndricas)

Factor tConcepto y filosofía del factor t

Factor t para la distintas cantidades de muestrasCant. muestras C30o+M C25M C20M C15M C10M C05MConstante t real 1,295 1,308 1,313 1,319 1,319 1,343Const. t calculada 1,300 1,305 1,310 1,316 1,326 1,342


y = -0,023ln(x) + 1,3787R² = 0,9184

1,29

1,3

1,31

1,32

1,33

1,34

1,35

0 5 10 15 20 25 30 35

CON

STAN

TE t

CANTIDAD DE MUESTRAS

Factor t en distintas iteraciones


14

Cálculo de desviaciones estándares móviles

ConceptoMuestra 1 471,4 Desv. 1 28,73Muestra 2 451,9 Desv. 2 36,37Muestra 3 439,0 Desv. 3 35,81Muestra 4 417,7 Desv. 4 59,35Muestra 5 492,1 Desv. 5 64,44Muestra 6 396,0 Desv. 6 56,19Muestra 7 443,0 Desv. 7 66,94Muestra 8 331,4 Desv. 8 65,75Muestra 9 471,8 Desv. 9 49,85Muestra 10 369,6 Desv. 10 48,13Muestra 11 485,7 Desv. 11

Muestra 12 418,9 Desv. 12



En esta tabla, se representa el concepto de desviación estándar

móvil que, como se puede ver, la desviación

estándar 1 corresponde a las muestras 1 al 5. Del

mismo modo, la desv. 2 corresponde a las

muestras 2 al 6. Las desv. 3 corresponde a las

muestras 3 al 7. Así sucesivamente.


15

Estandarización de criterio para hormigón proyectado

Para nM igual o superior a 15

Factor t con consideraciones precedentes


Rp ≥ fcil + t • σ

t = -0,023ln(nM) + 1,3787


Para nM inferior a 15

Criterios para dosificación cuando no hay datos para calcular SsResistencia promedio a la compresión requerida cuando no hay datos disponibles para establecer una

desviación estándar de la muestra

Resistencia especificada a la compresión, MPa

Resistencia promedio requerida a la compresión, MPa

fc < 21 fcr = fc + 7,021 ≤ f’c ≤ 35 fcr = fc + 8,3

fc > 35 fcr = 1,10 fc + 5,0Fuente: ACI318S-11

17

Para nM inferior a 15Evaluación a 5 y 10 muestras con fcil = 250 kgf/cm2

Origen Chile Austria Noruega (autocontrol)

Noruega (productor)

EEUU (evaluación) EEUU (dosificación)

Propuesta

Criterio Rp ≥ 0,85 fc Rp ≥ fc + 20 Rp ≥ fc + 20 Rp ≥ fc + 50 Rp ≥ fc f’cr ≥ f’c + 83 Rp ≥ fcil + t•σσ mín σ máx

fcil=250 kgf/cm2 5 muestrasRp mín 212,5 270,0 270,0 300,0 250,0 333,0 253,2 421,8

fcil=250 kgf/cm2 10 muestrasRp mín 212,5 - 270,0 300,0 250,0 333,0 257,0 390,9


0100200300400500600700

1 41 81 121 161 201

R p[k

gf/c

m2 ]

Muestra

LÍMITES INFERIORES PARA 5 MUESTRAS

Rp ≥ 0,85 fc

Rp ≥ fc + 20

Rp ≥ fc + 20

Rp ≥ fc + 50

Rp ≥ fc

Rp ≥ fcil + t•σ; σ mín

Rp ≥ fcil + t•σ; σ máx

0100200300400500600700

1 41 81 121 161 201

R p[k

gf/c

m2 ]

Muestra

LÍMITES INFERIORES PARA 10 MUESTRAS

Rp ≥ 0,85 fc

Rp ≥ fc + 20

Rp ≥ fc + 50

Rp ≥ fc

Rp ≥ fcil + t•σ; σ mín

Rp ≥ fcil + t•σ; σ máx

f’cr ≥ f’c + 83

Fuente: elaboración propia. Fuente: elaboración propia.




Valores de resistencia mínima para aprobar según los distintos criterios de evaluaciónChile EEUU Austria Noruega (auto) Noruega (prod) EEUU (dos)

fc Rp ≥ 0,85 fc Rp ≥ fc Rp ≥ fc + 20 Rp ≥ fc + 20 Rp ≥ fc + 50 f’cr ≥ f’c + 83 (5M) (10M)0 0 0 20,0 20,0 50,0 83,0 26,7 28,0

50 42,5 50,0 70,0 70,0 100,0 133,0 75,4 76,5100 85,0 100,0 120,0 120,0 150,0 183,0 124,2 125,0150 127,5 150,0 170,0 170,0 200,0 233,0 172,9 173,5200 170,0 200,0 220,0 220,0 250,0 283,0 221,7 222,0250 212,5 250,0 270,0 270,0 300,0 333,0 272,6 273,1300 255,0 300,0 320,0 320,0 350,0 383,0 321,3 321,6350 297,5 350,0 370,0 370,0 400,0 433,0 370,1 370,1400 340,0 400,0 420,0 420,0 450,0 483,0 420,0 420,0450 382,5 450,0 470,0 470,0 500,0 533,0 469,6 469,5500 425,0 500,0 520,0 520,0 550,0 583,0 519,2 519,0550 467,5 550,0 570,0 570,0 600,0 633,0 568,8 568,5600 510,0 600,0 620,9 620,9 650,0 683,0 618,3 618,0






Rp ≥ 0,9843(fc) + 26,622

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

800,0

0 200 400 600

R pm

ín

fc

Relación funcional para 7 muestras hasta 14

Chile

EEUU (evaluación)

Noruega (autocontrol)

Noruega (productor deh°)

EEUU (dosificación)

Promedio

Lineal (Promedio)

Rp ≥ 0,9869(fc) + 25,518

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

800,0

0 200 400 600

R pm

ín

fc

Relación funcional hasta 6 muestras

Chile

EEUU (evaluación)

Austria (5 muestras)

Noruega (autocontrol)

Noruega (productor deh°)

EEUU (dosificación)

Lineal (Promedio)

Rp ≥ 0,9869(fc) + 25,5 Rp ≥ 0,9843(fc) + 26,6

Fuente: elaboración propia. Fuente: elaboración propia.


23

Relación funcional ente resistencia potencial y real

Cálculo de resistencias medias estandarizadasRpp SRpp Np Rpt SRpt Nt Error estad. |Rpp| |Rpt|379 10,397 3 330 5,881 3 6,896 55,0 47,9291 10,186 3 278 6,557 3 6,994 41,6 39,7348 5,779 3 337 12,615 3 8,011 43,5 42,1323 5,353 3 341 8,005 3 5,560 58,1 61,4401 7,695 3 290 9,504 3 7,060 56,8 41,1328 17,783 3 299 9,012 3 11,510 28,5 26,0370 0,898 3 354 3,327 3 1,990 186,1 178,0367 2,564 3 347 4,554 3 3,017 121,6 114,9371 6,912 3 358 0,927 3 4,026 92,1 88,8349 3,127 3 346 5,955 3 3,883 89,8 89,2353 4,509 3 364 6,371 3 4,506 78,3 80,8354 5,489 3 333 4,074 3 3,946 89,7 84,4365 16,129 3 475 74,742 3 44,146 8,3 10,8320 8,927 3 365 13,988 3 9,580 33,4 38,1357 4,412 3 345 2,344 3 2,885 123,8 119,5327 6,047 3 341 8,660 3 6,098 53,6 56,0355 2,236 3 339 4,900 3 3,110 114,0 109,0348 11,726 3 365 5,766 3 7,544 46,1 48,4347 4,945 3 348 2,235 3 3,133 110,6 111,1356 2,388 3 353 1,627 3 1,668 213,4 211,7370 7,633 3 336 13,699 3 9,054 40,9 37,1358 5,452 3 369 8,862 3 6,007 59,6 61,4

SECT

OR A

SECT

OR B



Relación funcional ente resistencia potencial y realRegresión lineal testigos v/s probetas

SECTOR Ay = 0,96x - 0,4887

R² = 0,9875

SECTOR By = 0,9709x + 2,2412

R² = 0,9972

SECTOR Cy = 0,9778x + 4,2656

R² = 0,981

SECTOR Dy = 0,7737x + 5,1504

R² = 0,9619

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

|Rpt

|

|Rpp|

Regresión lineal de las resistencias medias a compresión estandarizadas de testigos v/s probetas según sector

SECTOR A

SECTOR B

SECTOR C

SECTOR D

Lineal (SECTOR A)

Lineal (SECTOR B)

Lineal (SECTOR C)

Lineal (SECTOR D)




Valores que cumplen con condición





Reajuste de R2







Relación lineal para Rpt en función de Rpp

y = 0,881x + 28,678R² = 0,9909

270

290

310

330

350

370

250 300 350 400

R pt

Rpp

SECTOR A

SECTOR A

Lineal (SECTOR A)

y = 0,5725x + 148,81R² = 0,947

335

340

345

350

355

360

320 330 340 350 360

R pt

Rpp

SECTOR B

SECTOR B

Lineal (SECTOR B)

y = 1,2018x - 39,12R² = 0,9157

200

300

400

500

600

700

200 300 400 500 600

R pt

Rpp

SECTOR C

SECTOR C

Lineal (SECTOR C)

y = 0,4485x + 228,7R² = 0,9533

380390400410420430440

340 360 380 400 420 440 460

R pt

Rpp

SECTOR D

SECTOR D

Lineal (SECTOR D)






Fórmula propuesta

Rpt = 0,881 Rpp + 28,678





Resumen de propuestasCriterios para testigos de hormigón proyectadoN < 15 muestras

Rp ≥ 0,9869(fcil) + 26,6 (kgf/cm2)Ri ≥ 0,9375(fcil) – 31,25 (kgf/cm2)

Criterios para testigos de hormigón proyectadoN ≥ 15 muestras

Rp ≥ fcil + t • σ (kgf/cm2)Ri ≥ 0,9375(fcil) – 31,25 (kgf/cm2)t = -0,023 ln(nM) + 1,3787; 15≤nM<30t=1; nM ≥ 30

Evaluación del desarrollo de la resistencia delhormigón mediante relación funcional entreresistencias de probetas curadas en laboratorio ytestigos extraídos del sustrato proyectado

Rpt = 0,881 Rpp + 28,678 (kgf/cm2)




Conclusiones Se deben implementar controles y condiciones para extracción de muestras

moldeadas y testigos.

Certificados estandarizados (grado del testigo, registro fotográfico, corrección poresbeltez y resultados en probeta cilindrica)

La metodología utilizada permite obtener criterios dentro de los rangos usualesutilizados en Noruega y Austria.

Se mantiene pendiente la consideración para control al productor de hormigón, talcomo ocurre en Noruega.

Los criterios propuestos proveen de parámetros sujetos a filosofías de paísesavanzados en shotcrete acondicionados a valores de resistencia y variaciones deestas en proyectos nacionales, lo que habilita de manera confiable la utilización deestos criterios.

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