presentación técnica relleno fluido

Sociedad Boliviana de Cemento S.A

RELLENO FLUIDO

VENTAJAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES

Producto autonivelante, especialmente diseñado para el relleno de cavidades de difícil acceso, zanjas, y para la conformación de bases en sustitución de suelos granulares o arcillosos. Fácilmente removible en aplicaciones temporales o de bajo requerimiento de resistencia.

VENTAJAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES DEL RELLENO FLUIDO


¿Qué es el relleno fluido?El relleno fluido es un material auto-compactante de baja resistencia con una consistencia fluida, que es utilizado como un material de relleno económico, como alternativa al relleno granular compacto. El relleno fluido no es hormigón ni es utilizado para reemplazarlo. La terminología empleada por el comité 229 del ACI es Material de Baja Resistencia Controlada (MBRC). Otros términos utilizados para este material son: mortero fluido, relleno sin contracción, relleno de densidad controlada, suelo cemento plástico, lechada de suelo cemento, lodocreto o mezcla pobre de relleno.

Según terminología del Cemento y el Concreto (ACI 116R) es una mezcla de agregados, agua, aditivos y cemento que adquiere una resistencia a la compresión hasta de 8.3 MPa (84.6 Kg/cm2), aunque las mezclas más comunes se preparan con resistencias a la compresión entre 3 a 7 Kg/cm2, que son semejantes a las que corresponden a un suelo bien compactado, requiriéndose en la mayoría de las aplicaciones en general resistencias menores a los 14 Kg/cm2 para lograr rellenos que puedan ser removibles en el futuro.

En términos de su fluidez, el asentamiento (revenimiento), tal como se mide para el hormigón, es generalmente superior a los 20 cm. Una buena fluidez se logra cuando no se produce una segregación apreciable y el material se extiende como mínimo 200 mm de diámetro en el ensayo del cono invertido según ASTM C1611. Es un material auto-compactante y puede ser colocado con un esfuerzo mínimo, además no requiere de vibración o golpes. Endurece como un material fuerte y sólido con una contracción controlada.

Las propiedades de los rellenos fluidos se encuentran entre las de los suelos y el hormigón propiamente dicho. El relleno fluido se manufactura de la misma manera que el hormigón premezclado y con los mismos procedimientos de control de calidad. Su colocación es similar a la del hormigón, sin embargo una vez en servicio y por su fácil excavación muestra características propias de los suelos. No se lo considera un hormigón de baja resistencia, sino un material que se utiliza para relleno y nivelación. Tampoco se lo considera un suelo-cemento ya que por definición no requiere compactación, colocación en capas ni curado.

¿Por qué se utiliza el relleno fluido y cuales son sus ventajas?

El relleno fluido es una alternativa económica al relleno granular compactado, considerando los ahorros en fuerza de trabajo, equipos y sobre todo tiempo. Partiendo de que no necesita compactación manual, el ancho de las zanjas o el tamaño de la excavación es significativamente menor. La colocación del relleno fluido no requiere de personas dentro de la excavación, lo que representa un significativo grado de seguridad, además de ser una solución excelente para el relleno de áreas inaccesibles, tales como tanques subterráneos o semienterrados, donde el relleno compactado no puede ser realizado.

Los principales usos del relleno fluido incluyen:

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Rellenos simples. Zanjas o trincheras para alcantarillas, trincheras para instalaciones, estribos de puentes, recubrimiento de conductos, muros de contención en obras nuevas o derrumbes y cortes para alcantarillas en carreteras.

Relleno estructural. Sub-base de cimientos, bases para losas de pisos, bases para pavimentos de tránsito liviano, cimientos de conductos y excavación de pilones.

Otros usos. Minas abandonadas, tanques de almacenamiento subterráneo, pozos sépticos, pozos de ventilación y alcantarillas de túneles abandonados, cimientos y estructuras subterráneas, o vacíos debajo de pavimentos, control de erosión y estabilización de pendientes. En la mayor parte de los casos, se busca que el material no sea más fuerte que el suelo circundante después que se ha logrado su resistencia final, con el fin de poder ser excavado posteriormente sin dificultad.

Este material tiene las siguientes ventajas:

Puede sustituir rellenos compactados de materiales granulares en menor tiempo.

Es capaz de llenar vacíos inaccesibles para un equipo de compactación.

Reduce el volumen de material a excavar al requerir un menor ancho de zanja para la colocación de tubos, permitiendo reducir el costo de excavaciones y relleno.

Su elevada fluidez permite colocarlo en zanjas estrechas llenando todos los espacios

No requiere compactación, vibrado ni curado para obtener sus propiedades mecánicas.

Reduce la mano de obra en trabajos de relleno. No requiere ser colocado en capas.

Por la versatilidad de su fraguado y resistencia agiliza las actividades del programa de obra reduciendo los tiempos.

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Requiere menos supervisión.

Puede ser excavado.

La rapidez y la ausencia de compactación en la puesta en obra resultan muy ventajosas, logrando ahorros apreciables en el empleo de mano de y de maquinaria.

Seguridad. La puesta en obra de los rellenos fluidos hace innecesaria la permanencia del personal dentro de las zanjas, lo que evita los accidentes por posibles derrumbes de los laterales.

Homogeneidad y calidad de la obra. Dado que los Rellenos fluidos se fabrican con técnicas industriales muy controladas, la estructura final es más homogénea y segura respecto al cumplimiento de los requisitos exigidos.

Habilitación rápida al tránsito. Los Rellenos fluidos son capaces de endurecer y aceptar el recubrimiento luego de 5 a 8 horas de su aplicación, necesitando solamente 24 a 36 horas, para poder ser transitable.

¿Cuáles son las propiedades del relleno fluido?

Resistencia: El Relleno Fluido es un material que se mide por su resistencia a la compresión. Esta resistencia puede variar desde muy baja, en caso de zanjas en las que no se necesita mucho soporte, hasta una base en la que la capacidad de soporte debe ser mayor, ya que el relleno le aporta capacidad estructural al pavimento. Esto permite diseñar resistencias entre los 3 y 85 kg/cm2, que se deben utilizar de acuerdo a las necesidades del diseño.

Para una posterior remoción la resistencia última del relleno fluido debe permanecer por debajo de los 14 Kg/cm2 para permitir la excavación con equipos mecánicos, como las retroexcavadoras. Para la excavación manual la resistencia última debe ser menor a 5 Kg/cm2. Las mezclas que contienen grandes cantidades de agregado grueso son más difíciles de excavar. Los rellenos estructurales de mayor resistencia pueden ser diseñados para una resistencia específica requerida.

El fraguado y la resistencia temprana: El tiempo de fraguado se define como el período aproximado requerido para que un Relleno fluido pase del estado plástico al endurecido, con resistencia suficiente para soportar el peso de una persona. Es muy influenciado por la cantidad y la velocidad de sangrado del agua que se libera. Depende fundamentalmente del tipo y cantidad del material cementicio presente en la mezcla.

La densidad en el lugar: usualmente está entre 1850 a 2300 Kg/m3 para mezclas sin aire incorporado o mezclas convencionales con aire incorporado. Estas densidades son iguales y hasta mayores que la mayoría de los rellenos compactados.

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La fluidez: del relleno fluido es muy importante, pues la mezcla deberá fluir en el lugar y consolidarse debido a su propia consistencia, sin acción de la vibración o agitación. La consistencia puede variar para adecuarse a los requerimientos de la colocación de la mayoría de las aplicaciones. La presión hidráulica y la flotación de las tuberías debe ser considerada para asegurar el anclaje apropiado de las mismas.

El asentamiento: de algunas mezclas de rellenos fluidos con elevado contenido de agua está en el orden de 20 mm por metro de profundidad cuando el material sólido se asienta. Las mezclas con elevado contenido de aire emplean menos agua y no tienen ningún asentamiento o es muy pequeño.

Durabilidad: Los rellenos fluidos no están diseñados para resistir la congelación y el deshielo, las acciones abrasivas o la mayoría de las erosivas, o simplemente el ataque de sustancias químicas. Si se requieren estas propiedades, se debe utilizar un hormigón de alta calidad. Los materiales de relleno están usualmente enterrados en el suelo o confinados de alguna otra forma. Si el relleno fluido se deteriora en el lugar continuará actuando como un relleno granular.

Valor Relativo de Soporte (CBR): Valores soporte CBR a 56 días para los diseños empleados en el relleno de base tienen comúnmente valores entre 60% y 130%. Normalmente se utilizan valores soporte de 60% para subbases de pavimentos y 100% para bases. La relación entre la resistencia a compresión y el Valor Relativo de Soporte CBR ha sido determinada mediante pruebas de laboratorio y campo, obteniéndose los resultados que se muestran en la figura.

¿Cómo se prepara y entrega el relleno fluido en obra?

Los Rellenos fluidos se preparan utilizando los mismos materiales y equipos empleados habitualmente para los hormigones y morteros. Esto hace que sean fácilmente suministrables desde las plantas hormigoneras. Al igual que los hormigones, los materiales se dosifican y mezclan en un orden preestablecido obteniéndose un producto uniforme con propiedades perfectamente controladas.

La colocación de los Rellenos fluidos se puede realizar con los medios comunes empleados en obra; se vierte desde la canaleta del camión hormigonero, empleando baldes movidos por grúas, carretillas, cintas o incluso bombeado a baja presión.

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Relación entre la resistencia a compresión y el Valor Relativo de Soporte

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20

40

60

80

100

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0 10 20 30 40 50

Resist. Compresión, Kg/cm2

Val

or

sop

ort

e C

BR

, %



Control de calidad de las mezclas de relleno fluido.

El control de los rellenos fluidos se puede realizar de acuerdo con los requisitos e importancia de cada obra. Las resistencias se determinan mediante el ensayo a la compresión de probetas cilíndricas, observando un cuidado extremo en el manejo de las mismas, debido a la baja resistencia inicial que presentan. En obra, la consistencia se determina habitualmente mediante el uso del cono de Abrams invertido o en forma normal.

Se mide la consistencia fluida de acuerdo con la ASTM D 6103 o mediante la prueba de cono invertido según ASTM C1611. Un diámetro de dispersión uniforme de 8 pulgadas (20cm) como mínimo, sin segregación, es necesario para garantizar una buena fluidez.

El peso unitario, el rendimiento y el contenido de aire del relleno fluido se miden por la norma ASTM D 6023

La preparación y ensayo de las probetas para la resistencia a compresión se describe en ASTM D4832. Es recomendable utilizar moldes cilíndricos con una relación entre longitud y diámetro de 2 a 1.

Los ensayos de resistencia a la penetración tales como los descritos en la ASTM C403 se pueden usar para juzgar el desarrollo del fraguado y de las resistencias. Valores de resistencias a la penetración de 500 a 1500 indican un adecuado endurecimiento. Un valor de penetración de 4000, que es aproximadamente de 100 libras por pulgada cuadrada (0.7MPa) de resistencia a compresión de una probeta cilíndrica, es mayor que la capacidad de carga de la mayoría de los suelos compactados.

CUIDADOS EN LA APLICACIÓN

El relleno fluido mientras está en estado fresco es un material pesado y durante el vaciado ejercerá una elevada presión contra los encofrados, diques, o muros que lo contengan.

La colocación del relleno fluido alrededor y por debajo de tanques, tuberías o grandes contenedores, tales como piscinas, puede provocar que estos elementos floten o se levanten.

El sitio de colocación del relleno fluido deberá ser cubierto o acordonado por razones de seguridad.

Servicio de Asesoría Técnica:

Planta Ready Mix Cochabamba – Av. Cap.Victor Ustariz Nº4095, zona Coña Coña.

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Telfs./Fax: (591-4) 4402444 – 4430445.

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