Optimización y mejora del control de la proyección de mortero en laboratorio

El gunitado o proyección es una técnica de fabricación muy importante en la ingeniera y la construcción civil ya que presenta múltiples aplicaciones prácticas y una puesta en servicio muy interesante y eficaz para alguna de sus aplicaciones. El desarrollo de las propiedades mecánicas del hormigón o mortero proyectado para su aplicación se dan, principalmente, debido al uso de aditivos acelerantes del fraguado, empleándose aditivos acelerantes ricos en álcalis (basados en aluminatos o en silicatos) y libres de álcalis. La sustitución de los aditivos acelerantes del fraguado ricos en álcalis por aditivos libres de álcalis es muy importante, debido a que los aditivos ricos en álcali presentan un pH muy alcalino que los hace muy peligrosos desde el punto de vista ambiental y desde el punto de vista de los operarios que ponen en servicio el material. La sustitución de un tipo de aditivo por otro debe realizarse asegurando que las propiedades mecánicas obtenidas mediante el uso de aditivos acelerantes del fraguado libres de álcalis son similares a las obtenidas empleando aditivos ricos en álcali. Además, es necesario verificar como el porcentaje de aditivo acelerante del fraguado afecta a las propiedades mecánicas del material resultante. La presente tesis incluye la caracterización de dos aditivos acelerantes del fraguado libres de álcali en dos porcentajes distintos cada uno y la caracterización de un aditivo ricos álcalis. El estudio del comportamiento del hormigón o mortero proyectado empleando aditivos acelerantes del fraguado debe realizarse en laboratorio, pudiendo de esta manera controlar todos los parámetros del proceso de proyección. Para ello es necesario dispones de un sistema de proyección capaz de simular las condiciones reales de operación, así como tener un control muy preciso de las distintas variables. Una de las variables más importantes a controlar es la dosificación del aditivo acelerante del fraguado, para ello es necesario implementar una serie de mejoras en el actual sistema de proyección existente en el Laboratorio de Tecnología de Estructuras, Materiales y Construcción (LATEM) de la UPC. Mediante estas modificaciones se consigue optimizar y mejorar el control de las proyecciones de mortero. Una vez realizadas las modificaciones en el sistema de proyección se realiza el estudio y optimización de la dosificación de mortero. La dosificación de mortero empleada tiene gran importancia ya que afecta a su comportamiento en estado fresco y por lo tanto a la capacidad de bombeo de la mezcla, siendo necesario optimizarla empleando la menor relación a/c posible. Mediante la reducción en la relación a/c, se consigue estudiar una dosificación estándar empleada en la puesta en servicio real del material. La optimización de la dosificación empleada se realizar a través del estudio del comportamiento reológico de la dosificación seleccionada. Todos estos aspectos han sido investigados y desarrollados en la presente tesis a través del estudio de la bibliografía disponible y de la realización de la campaña experimental descrita.Gunite and spraying are essential manufacturing techniques in the field of engineering and civil construction since they present multiple practical applications and very interesting and useful uses. The development of the mechanical properties of the sprayed concrete or sprayed mortar for their applications is, mainly, due to the use of setting accelerating additives, both the alkali rich and alkali free ones. The study of the behaviour of the sprayed concrete or sprayed mortar using acceleration setting additives should be carried out in a laboratory, being able to control all the parameters of the spraying process. Because of that, a spraying system able to simulate the real operating conditions is fundamental, as well as having a very precise control of the different variables. One of the most critical variables to be controlled is the dosage of the setting accelerator, being necessary to implement a series of improvements in the current spraying system in the LATEM. These modifications optimize and improve the control of the mortar projections. Once modifications have been made to the spraying system, the study and the optimization of the mortar dosage are carried out. The adopted mortar dosage is a crucial aspect since it affects its behaviour in the fresh state and, therefore, the pumping capacity of the mixture, being necessary to optimize it using the lowest possible a/c ratio. By reducing the a / c ratio, it is possible to study a standard dosage used in the actual commissioning of the material. The optimization of the dosage adopted will be carried out through the analysis of the rheological behaviour of the selected dosage. All these aspects have been intensely investigated in this thesis through laboratory tests and a detailed literature review