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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
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F I B R A SF I B R A S
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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.)
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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
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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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
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
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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
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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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
CLASIFICACICLASIFICACIN DE LAS FIBRAS METN DE LAS FIBRAS METLICASLICAS
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Fibras de acero WIRAND FS3N
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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
FIBRA WIRAND
OTRA FIBRA
RESISTENCIAA LA TENSIN
FORMAGEOMTRICAFORMAFORMA
GEOMGEOMTRICATRICA
RELACINDE FORMA
PARPARMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRAMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRA
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Fibras de acero WIRAND FS3N
PARPARMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRAMETROS QUE DESCRIBEN LA CALIDAD DE LA FIBRA
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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
PESOESPECFICO
MDULODE YOUNG
MMDULODULODE YOUNGDE YOUNG
MDULO DE TENSIN DE RUPTURA
POR TRACCION
CARACTERCARACTERSTICAS MECSTICAS MECNICAS DE LA FIBRA DE ACERO NICAS DE LA FIBRA DE ACERO
ELONGACINA LA ROTURA
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 =
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Fibras de acero WIRAND FS3N
PESOESPECFICO
MDULODE YOUNG
MDULODE YOUNG
MMDULO DE TENSIDULO DE TENSIN N DE RUPTURA DE RUPTURA
POR TRACCIONPOR TRACCION
CARACTERCARACTERSTICAS MECSTICAS MECNICAS DE LA FIBRA DE ACERO NICAS DE LA FIBRA DE ACERO
ELONGACINA LA ROTURA
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
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Fibras de acero WIRAND FS3N
PESOESPECFICO
MDULODE YOUNG
MDULODE YOUNG
MDULO DE TENSIN DE RUPTURA
POR TRACCION
CARACTERCARACTERSTICAS MECSTICAS MECNICAS DE LA FIBRA DE ACERO NICAS DE LA FIBRA DE ACERO
ELONGACIELONGACINNA LA ROTURAA LA ROTURA
9 Relacin entre la longitud a la que falla determinada seccin sometida a traccin y su longitud original
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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
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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.
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Shotcrete : Materiales constituyentes
AGREGADOSAGREGADOSCEMENTOCEMENTO ADITIVOSADITIVOSAGUAAGUA FIBRASFIBRAS
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Shotcrete : Requerimientos mShotcrete : Requerimientos mnimosnimos
Adherencia
Espesor
Ductilidad
Resistencia a edades tempranas
Resistencia a la traccin
Resistencia a la compresin
Durabilidad
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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
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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
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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:
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Solucin en Concreto Armado Convencional
Solucin en Concreto Reforzado con Fibras de Acero
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Shotcrete reforzado con fibras de acero WIRAND
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Distribucin de las fibras de acero en el shotcrete
Fibras de acero WirandRed tridimensional
Fibras de acero WirandConcreto lanzado
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E N S A Y O SE N S A Y O S
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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
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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
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Comportamiento Dctil
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Shotcrete reforzado con Fibras de acero WIRANDAcero Sintticas
Ensayos a Flexin
Volumen 0,5 % - 39 Kg/m3 Volumen 0,5 % - 4,55 Kg/m3
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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
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Prueba de punzonadosegn EFNARC
SNCF 89 UNI 10834
Concreto Lanzado - EFNARC
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Concreto Lanzado - EFNARC
Prueba de punzonadosobre losa para determinarla absorcin de energa de
deformacin
EFNARC SNCF 89 UNI 10834
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Prueba de punzonadosegn ASTM 1550
Concreto Lanzado con fibras de aceroASTM C1550
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A P L I C A C I O N E SA P L I C A C I O N E S
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Revestimiento primario
Hormign proyectado.
Revestimiento Definitivo
Hormign proyectado Hormign vaciado
Anillos Prefabricados
Dovelas
Aplicaciones en Revestimiento de TAplicaciones en Revestimiento de Tnelesneles
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FIBRAS DE ACERO WIRANDFIBRAS DE ACERO WIRAND
AplicaciAplicacin del Shotcrete n del Shotcrete
VVa Secaa SecaVVa Ha Hmedameda
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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.
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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
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FIBRAS DE ACERO WIRANDFIBRAS DE ACERO WIRAND
AplicaciAplicacin Shotcrete n Shotcrete
VVa Secaa Seca
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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.
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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.
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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.
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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.
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AplicaciAplicacin Shotcrete n Shotcrete
VVa Ha Hmedameda
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Vista detallada con la introduccin de la fibra de acero
Wirand, en el camin mezclador.
Adicin del agua en la mezcla del concreto
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Interior mina, traspaso de la mezcla del concreto hacia el equipo va hmeda Alpha
Vista del concreto con fibras de acero Wirand. Mezcla homognea.
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Aplicacin de va hmeda sobre la excavacin
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FIBRAS DE ACERO WIRANDFIBRAS DE ACERO WIRAND
TTcnica de aplicacicnica de aplicacin n
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Algunas consideraciones
ngulo de aplicacin: 90
Giro en la boquilla: 20 30 cm
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Algunas consideraciones
Correcto
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Algunas consideraciones
Incorrecto
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Agradece por su atencin
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