FibrasaceroWirand-shotcrete

FIBRAS DE ACERO WIRANDElemento estructural para el refuerzo del Shotcrete

FIBRAS DE ACERO WIRANDFIBRAS DE ACERO WIRANDElemento estructural para el refuerzo del ShotcreteElemento estructural para el refuerzo del Shotcrete

W I R A N DW I R A N DFIBRAS DE ACERO PARA SHOTCRETEFIBRAS DE ACERO PARA SHOTCRETE

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F I B R A SF I B R A S



HistHistrico del uso de las Fibras en la Construccirico del uso de las Fibras en la Construccinn

Muros en la Mesopotamia(1.400 a.C.)

Muralla de China (214 a.C.)

Carrateras Incas (214 d.C.)



Tipos de Fibras en el mercado

Fibras de vidrio

Fibras metlicas

Fibras de carbono

Fibras sintticas

(1964) Fibras de Acero

(1980) Fibras Sintticas

Diversos tipos de fibras



Fibras de acero WIRAND FS3N

DESCRIPCION

Fibra WIRAND FS3N en alambre de acero

trefilado en bajo contenido de carbono para el

refuerzo del hormign

DIMENSIONES

Dimetro D : 0.75 mm

Largo L : 33 mm

Relacin Esbeltez L/D : 44

FORMA

Los ganchos se las extremidades de la fibra WIRAND FS3N garantizan la mxima

adherencia al hormign.

Largo L

Dimetro D




CARACTERSTICAS MECNICAS DEL

ALAMBRE

Rm (Tensin de ruptura

por traccin del alambre) : > 1,100 Mpa

l (Elongacin a la ruptura) : < 4%

Mdulo de elasticidad : 210,000 MPa



Shotcrete reforzado con Fibras de acero WIRAND

EMBALAJE

La fibra WIRAND es acondicionada en grandes Big Bag de 600, 750, 950 Kg de peso,

o en cajas de cartn de 20 Kg



Fibras de acero : WIRAND FS3N

PARPARMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRAMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRA9 Radio de Aspecto (Longitud / Dimetro)9 Resistencia a la tensin9 Forma geomtrica

CLASIFICACICLASIFICACIN DE FIBRAS METN DE FIBRAS METLICAS (ASTM A820)LICAS (ASTM A820)9 Alambre cortado en fro9 Lamina cortada9 Extraccin a partir de masa fundida, otros

CARACTERCARACTERSTICAS MECSTICAS MECNICAS DE LA FIBRANICAS DE LA FIBRA9 Peso Especfico9 Mdulo de Young o Mdulo de elasticidad9 Mdulo de Tensin de ruptura por traccin9 Elongacin de Rotura




CLASIFICACICLASIFICACIN DE LAS FIBRAS METN DE LAS FIBRAS METLICASLICAS




Mejor ductilidad

Mayor

Resistencia

Residual

Alta resistencia a la tensin

RESISTENCIARESISTENCIAA LA TENSIA LA TENSINN

FORMAGEOMTRICA

RELACINDE FORMA

PARPARMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRAMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRA




FIBRA WIRAND

OTRA FIBRA

RESISTENCIAA LA TENSIN

FORMAGEOMTRICAFORMAFORMA

GEOMGEOMTRICATRICA

RELACINDE FORMA






RESISTENCIA A LA TENSIN

FORMAGEOMTRICA

RELACIRELACIN N DE FORMADE FORMA

9 Longitud = cte ESBELTEZ = LongitudDimetro

La fibra es ms esbelta

Mayor cantidad de fibras por masa

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

38 42 46 50




PESOPESOESPECESPECFICOFICO

MDULODE YOUNG

MDULODE YOUNG

MDULO DE TENSINDE RUPTURA

POR TRACCION

CARACTERCARACTERSTICAS MECSTICAS MECNICAS DE LA FIBRA DE ACERO NICAS DE LA FIBRA DE ACERO

ELONGACINA LA ROTURA

9 Peso entre volumen de un determinado material9 Las dosificaciones de fibra se pueden representar en

funcin a su volumen, dosis y peso especfico

% Volumen =Dosificacin

PEx 100




PESOESPECFICO

MDULODE YOUNG

MMDULODULODE YOUNGDE YOUNG

MDULO DE TENSIN DE RUPTURA

POR TRACCION



9 Incremento de esfuerzo entre el cambio a la deformacin unitaria

9 Comparando dos hilos de una misma seccin sometidas a una misma fuerza transversal, la que presente mayor

deformacin, tendr menor mdulo de elasticidad

E =




PESOESPECFICO

MDULODE YOUNG

MDULODE YOUNG

MMDULO DE TENSIDULO DE TENSIN N DE RUPTURA DE RUPTURA

POR TRACCIONPOR TRACCION



9 Relacin entre la fuerza axial a traccin necesaria para lograr el fallo completo de un determinado material y la

seccin transversal que este tiene




PESOESPECFICO

MDULODE YOUNG

MDULODE YOUNG

MDULO DE TENSIN DE RUPTURA

POR TRACCION


ELONGACIELONGACINNA LA ROTURAA LA ROTURA

9 Relacin entre la longitud a la que falla determinada seccin sometida a traccin y su longitud original



Valores de resistencia mecnica y mdulo de elasticidad para diverso tipos de fibras y matrices (BENTUR & MINDESS, 1990)

Dimetro Densidad Mdulo de elasticidad

Resistencia a la traccin

Deformacin en rutptura

(um) (g/cm3) (Gpa) (MPa) (%)

Acero 5 - 500 7,84 190 - 210 0,50 - 2,00 0,50 - 3,50

Vidrio 9 - 15 2,60 70 - 80 2,40 2.00 - 3,50

Amianto 0,02 - 0,40 2,60 160-200 3,00 - 3,50 2,30

Polipropileno 20 - 200 0,90 5,00 - 7,70 0,50 - 0,75 8,00

Kevlar 10 1,45 65 - 133 3,60 2,10- 4,00

Carbono 9 1,90 230 2,60 1,00

Nylon - 1,10 4,00 0,90 13 - 15

Celulosa - 1,20 10 0,30 - 0,50 -

Acrlico 18 1,18 14,00 - 19,50 0,40 - 1,00 3

Polietileno - 0,95 0,30 0,7 x 10-3 10

Fibra de madera - 1,50 71 0,90 -

Sisal 10 - 50 1 - 50 - 0,80 3,0

Matriz de cemento (para comparacin) - 2,50 10 - 45 3,7 x 10-3 0,02

Material



Es un concreto obtenido de una mezcla de materiales

preconfeccionados, que se proyecta mediante una bomba y flujo de

aire comprimido aplicndose hacia una superficie y se compacta al

mismo tiempo con la fuerza de impacto.

ShotcreteShotcrete

1954: 1954: AmericanAmerican Concrete Concrete InstituteInstitute (ACI) defini(ACI) defini oficialmenteoficialmente

Es un mortero o concreto proyectado neumticamente a gran

velocidad contra una superficie.



Shotcrete : Materiales constituyentes

AGREGADOSAGREGADOSCEMENTOCEMENTO ADITIVOSADITIVOSAGUAAGUA FIBRASFIBRAS



Shotcrete : Requerimientos mShotcrete : Requerimientos mnimosnimos

Adherencia

Espesor

Ductilidad

Resistencia a edades tempranas

Resistencia a la traccin

Resistencia a la compresin

Durabilidad



Buena adherencia a materiales, como:

Densidad superior al concreto habitual

Alta resistencia, solidez y durabilidad

Baja relacin de agua/cemento

Baja absorcin o baja permeabilidad

Extrema flexibilidad y Fcil aplicacin

Buena resistencia al intemperismo 9 Roca9 Madera9 Acero9 Ladrillo9 Piedra9 Suelo, etc

Shotcrete : Propiedades y caracterShotcrete : Propiedades y caractersticassticas



Por qu reforzar el Shotcrete conFibras de acero WIRAND ?

Elevada resistencia a la traccin

Elevado mdulo de elasticidad

Mayor contenido de fibras en el concreto

Distribucin homognea de las fibras

Fcil aplicacin y ahorro de tiempo

9 Material frgil

9 Baja resistencia a la tensin9 Muy pobre capacidad de

deformacin

Concreto Fibras de acero Wirand

99999



Shotcrete reforzado con fibras de acero WIRAND

Ductilidad

Absorcin de energa

Resistencia al impacto

Resistencia a la flexin

Resistencia solicitacin trmica

S E G U R I D A D

I

N

C

R

E

M

E

N

T

O

I

N

C

R

E

M

E

N

T

O

I

N

C

R

E

M

E

N

T

O Rebote

Propagacin de grietas

Tiempo de operacin

R E D

U C

C I

NR

E D U

C C

I R

E D U

C C

I NN

Adems:



Solucin en Concreto Armado Convencional

Solucin en Concreto Reforzado con Fibras de Acero



Shotcrete reforzado con fibras de acero WIRAND



Distribucin de las fibras de acero en el shotcrete

Fibras de acero WirandRed tridimensional

Fibras de acero WirandConcreto lanzado



E N S A Y O SE N S A Y O S



Normas sobre los ensayos de flexin sobre viga para la determinacin de la primera resistencia de fisuracin y del

ndice de ductilidad y resistencia residualContexto Europeo:

UNI 11039 Steel Fiber Reinforced ConcreteEFNARC

Eurocodigo prn-14488 Testing Sprayed Concrete: Flerural StrenghsRILEM

Contexto Americano:ASTM C1018 Standard Test Method for

Flexural Toughness and First-Crack Strength ofFiber-Reinforced Concrete (Using Beam WithThird-Point Loading)

ASTM C1399 Test Method for Obtaining Average Residual-Strength of Fiber-Reinforced ConcreteASTM C1550 Standard Test Method for

Flexural Toughness of Fiber Reinforced Concrete and Shotcrete(Using Centrally Loaded Round Determinate Panel)

Ensayo Japones:JCI-SF-4 Method of Test for Flexural Strengh and Flexural Thougness of fiber reinforced concrete



Prueba a flexin sobre viga

Debido a que energa absorbida por las fibras que

se adhieren al concreto durante

la rotura.

Ensayo de flexin sobre viga para la determinacin de la resistencia de primera

figuracin y del ndice de ductilidad

Comportamiento Dctil



Comportamiento Dctil



Shotcrete reforzado con Fibras de acero WIRANDAcero Sintticas

Ensayos a Flexin

Volumen 0,5 % - 39 Kg/m3 Volumen 0,5 % - 4,55 Kg/m3



prUNI/CIS/SC4 prUNI/CIS/SC4 -- Progettazione, esecuzione e controllo degli elementi strutturalProgettazione, esecuzione e controllo degli elementi strutturali in i in calcestruzzo rinforzato con fibre dcalcestruzzo rinforzato con fibre dacciaioacciaio

Comportamiento dctil Requisito mnimo para el uso estructural del hormign fibroreforzado



Prueba de punzonadosegn EFNARC

SNCF 89 UNI 10834

Concreto Lanzado - EFNARC



Concreto Lanzado - EFNARC

Prueba de punzonadosobre losa para determinarla absorcin de energa de

deformacin

EFNARC SNCF 89 UNI 10834



Prueba de punzonadosegn ASTM 1550

Concreto Lanzado con fibras de aceroASTM C1550



A P L I C A C I O N E SA P L I C A C I O N E S



Revestimiento primario

Hormign proyectado.

Revestimiento Definitivo

Hormign proyectado Hormign vaciado

Anillos Prefabricados

Dovelas

Aplicaciones en Revestimiento de TAplicaciones en Revestimiento de Tnelesneles



FIBRAS DE ACERO WIRANDFIBRAS DE ACERO WIRAND

AplicaciAplicacin del Shotcrete n del Shotcrete

VVa Secaa SecaVVa Ha Hmedameda



El producto final obtenido de ambos procesos de shotcrete es muy similar

VVa seca o Va seca o Va ha hmeda ?meda ?

La va seca es la ms empleada debido a factores como: el escaso acceso en las labores para transitar la mezcla de los camiones; y adems, ste emplea equipos pequeos y muy compactos. Se pueden transportar con relativa facilidad en las labores mineras.

La va hmeda es ideal para aplicaciones mineras y civiles de gran produccin, donde se est conduciendo excavaciones profundas o tneles largos y donde el acceso permite el empleo de equipos y camiones para operar en forma ms o menos continua.La decisin de usar el Shotcrete, va seca o hmeda, dependerde las condiciones del lugar.



VVa Secaa Seca VVa Ha Hmedameda

Diversas Comparaciones

Depende de habilidad y conocimientos del operador del robot

La resistencias no varan (mezcla es homognea en cantidades precisas) -no hay faltantes ni excedentes.

La mezcla es fcilmente transportable Desempeo bueno en la colocacin (8

m3 a 10 m3 x hora) El brazo hidrulico permite alcanzar

lugares altos El robot est en el rea de peligro, el

operador no est en riesgo Rebote menor al 10% x m3

Baja contaminacin en rea de lanzado Menor cantidad de partculas en

suspensin en el ambiente de trabajo

Depende de habilidad y experiencia del shotcretero para su colocacin

Variacin de las resistencias - falta o exceso de materiales usados en mezcla

El equipo es fcilmente transportado Desempeo muy bajo en la colocacin

(2 m3 - 4 m3 x hora, buena condicin) Depende de equipo y/o estructura para

llegar a lugares elevados El Shotcretero est en rea de peligro

Demasiado rebote, y requiere de varias pasadas para lograr espesor requerido

Alta contaminacin en rea de lanzado Mayor cantidad de partculas en

suspensin en el ambiente de trabajo




AplicaciAplicacin Shotcrete n Shotcrete

VVa Secaa Seca



Equipo tradicional para bombeo de mezcla seca.

Vista general de trompo de mezcla, cinta de rido que alimentan al equipo para bombeo de

mezcla seca.

Introduccin de ridos y cemento segn mezcla prevista en tolva alimentadora de

trompo de premezcla.



Introduccin de las fibras. Las fibras sueltas se involucran como cualquier

rido dentro de la mezcla

Salida de la mezcla trompo hacia la cinta de transporte de ridos.

Cinta de ridos, con la mezcla lista hacia la bomba.



Vista detallada de la mezcla, las fibras estn total y uniformemente dispuestas dentro de la

mezcla seca lista para el bombeo.

Vista de la cinta transportadora de ridos, siendo alimentada por el

tropo de premezcla.

Vista detallada de la mezcla dentro de la boca de la bomba

que est enviando material hacia las mangueras.

Importante: La mezcla no produce ningn efecto abrasivo sobre las mangueras, ya que la distribucin homognea de la fibra, como un rido adicional de la mezcla, hace que pase sin inconvenientes.



Proceso de proyeccin , manguera con conexin de agua en el pico.

Vista detallada de la mezcla proyectada. Es posible visualizar las fibras dentro de

la matriz perfectamente distribuidas.




AplicaciAplicacin Shotcrete n Shotcrete

VVa Ha Hmedameda



Vista detallada con la introduccin de la fibra de acero

Wirand, en el camin mezclador.

Adicin del agua en la mezcla del concreto



Interior mina, traspaso de la mezcla del concreto hacia el equipo va hmeda Alpha

Vista del concreto con fibras de acero Wirand. Mezcla homognea.



Aplicacin de va hmeda sobre la excavacin




TTcnica de aplicacicnica de aplicacin n



Algunas consideraciones

ngulo de aplicacin: 90

Giro en la boquilla: 20 30 cm




Correcto




Incorrecto



Agradece por su atencin

FibrasaceroWirand-shotcrete

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