El hormigón es un sistema de tres materiales, cemento, agregados y agua. Para extender sus propiedades y aplicaciones potenciales, puede convertirse fácilmente en un sistema de cinco componentes, lo que resulta en interacciones complejas, especialmente cuando se combina con los parámetros de la aplicación para hormigón proyectado. Por tanto, con el hormigón proyectado es importante no cambiar más de un parámetro en el mismo tiempo durante la fase de prueba, para conseguir un hormigón técnicamente correcto y económico.

Cemento

El cemento en la mezcla de hormigón proyectado actúa como un "pegamento". La cal del cemento es también el lubricante principal para la entrega del hormigón proyectado. El cemento es un fraguado hidráulico y por tanto en parte responsable de las propiedades mecánicas del hormigón en su conjunto.

El cemento en el hormigón proyectado siempre se debe empezar a asentar de forma extremadamente rápida, dar una buena capacidad de adherencia y alta resistencia inicial. El cemento que no reacciona bien cuando se combina con el establecimiento de aceleradores o con mezclas de reacción lenta no es particularmente adecuado para la estabilización.

El contenido de cemento es en general de 300 a 450 kg/m3. Ésto depende del proceso de aplicación y de los requerimientos de la proyección.

Agua

El agua entra en el hormigón proyectado como agua añadida durante su producción y como humedad inherente en el agregado. Debe ser agua natural (subterránea, de lluvia, de río o de lago). La consistencia (plasticidad) de la mezcla se regula por el agua y los aditivos del hormigón proyectado. El agua de mezcla no debe contener ningún componente que ralentice o acelere la hidratación. Se trata principalmente de:

  • aceites y grasas
  • cloruros
  • sulfatos
  • azúcar
  • sal (descartar agua de mar)

Partículas finas

El contenido de finos consiste en:

  • el cemento
  • el porcentaje granulométrico de entre 0 y 0.125 mm del agregado
  • cualquier aditivo de hormigón
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Actúa como un lubricante en el hormigón fresco para mejorar la trabajabilidad y la capacidad de retención de agua. El riesgo de separación de la mezcla durante la instalación se reduce y la compactación se hace más fácil. Sin embargo, el contenido fino demasiado alto produce un hormigón pastoso y de mala apariencia. También puede haber una mayor contracción y tendencia al arrastramiento (mayor contenido de agua).

Agregados

Los agregados (partículas de piedra) forman el marco de la matriz de hormigón proyectado. Aproximadamente el 75% del volumen de hormigón se compone de arena y grava. La composición geológica del agregado tiene una enorme influencia en la manejabilidad y las propiedades del hormigón endurecido. Los agregados tienen muchas funciones diferentes:

  • es el parámetro que más influye en la homogeneidad de la mezcla
  • el parámetro inicial para determinar las necesidades de agua
  • relleno económico en la matriz de hormigón proyectado
  • alcanza las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción en la flexión y la compresión)
  • fuerte influencia en la trabajabilidad de la mezcla (formas de partículas y usos)
  • alta influencia en la durabilidad requerida (porosidad y pureza)
El agregado debe tener la máxima prioridad. Si el contenido de áridos menor de ≤
0.125 mm cambia sólo en un pequeño porcentaje, una mezcla que es muy trabajable pronto se convertirá en una imposible de bombear. O si el porcentaje de componentes blandos en el agregado es demasiado alta, su resistencia a las heladas se pierde.
yes
La distribución de tamaño de partícula de los componentes individuales

En lo que se refiere a la tecnología del hormigón, por lo general las curvas de distribución de clasificación con un tamaño máximo de partícula de agregado de 16 mm son buenos, pero en términos del proceso de aplicación del hormigón proyectado, el tamaño de partículas de hasta 8 mm ofrece ventajas.

Aditivos

Funciones:

  • complementan el balance fino ≤ 0.125 mm (relleno)
  • mejoran las propiedades de durabilidad específica (fuerza/resistencia a los disolventes o fuerzas de conducción)
  • incrementan la capacidad de retención del agua (estabilización de mezcla)
  • reducen la presión de la bomba durante la aplicación (lubricante)
  • sustituyen partes de cemento (optimización de costes)
  • acelerante (alta fuerza inicial)
Efectos de los aditivos en el hormigón
Efecto   Tipos de aditivos
 
Comentarios  
Hidráulico Cemento Tipo-cementoso y -la cantidad influye en la capacidad de trabajo y el desarrollo de la fuerza-
Hidráulico latente
GGBS (escorias)
Cenizas volantes (tipo W)
Reduce la velocidad del desarrollo de la resistencia y aumentar la durabilidad
Pozzolanico Humo de Sílice y Cenizas Volantes
(tipo V)
Mejora la durabilidad, aumenta el comportamiento del pegado y así sus propiedades mecánicas. Reduce el valor de pH del agua latente en los huecos del hormigón y debe por tanto limitarse en cantidad
Inerte Relleno de piedra
(ej.piedra caliza)
No desarrollan por si mismos resistencia, pero mejoran la matriz de partículas

Humo de Sílice
Es de SiO2 amorfo, que se produce como un subproducto en la producción de silicio. Los materiales tienen una gran superficie específica y son altamente reactivas y, por tanto, técnicamente adecuados para una gran variedad de requerimientos. No afectan negativamente a la resistencia inicial. Es el aditivo ideal, pero es caro.

Cenizas Volantes
Se obtienen de los filtros eléctricos en la generación de electricidad con carbón pulverizado. Son baratas y tienen muy buenas propiedades de trabajabilidad. También son adecuadas para los requisitos de durabilidad específicos. Dan homogeneidad.

Escoria
Se produce durante la fundición del mineral de hierro. Es más barato y es un excelente relleno, pero reduce las propiedades de resistencia inicial. Puede mejorar la durabilidad del hormigón proyectado.

Aditivos en el hormigón y en el mortero proyectado
 Características   Cemento   Humo de Sílice   Cenizas Volantes   Escoria   Relleno de piedra  
Hormigón fresco
Manejabilidad
Capacidad de retención de agua

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Desarrollo de Fuerza
Fuerza inicial muy alta (4h)
Alta resistencia (12h)
Resistencia final

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Durabilidad
Resistencia impermeable
Resistencia a la sulfatación
Resistencia ASR

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