Memoria para optar al t?tulo de Ingeniera Civil / La durabilidad del hormig?n est? definida seg?n el comit? ACI 221 como su capacidad para resistir la acci?n de la meteorizaci?n, ciclos de congelamiento, ataques qu?micos, abrasi?n o cualquier otro proceso de deterioro. Esta propiedad representa una de las condiciones relevantes en las etapas de dise?o, especificaci?n y control de calidad de obras de infraestructura de hormig?n. Los ensayos utilizados normalmente para calificar el desempe?o en durabilidad en el caso de estructuras de hormig?n se centran en la evoluci?n de la resistencia que opone el hormig?n al ingreso de agentes agresivos, causantes, ya sea de la corrosi?n de la armadura, o bien del ataque qu?mico a la matriz del hormig?n. En esta investigaci?n se busca la validaci?n de un m?todo que permita evaluar durabilidad del hormig?n proyectado. El hormig?n proyectado (shotcrete) es una t?cnica ampliamente utilizada en la construcci?n del revestimiento estructural en obras de t?neles por lo que debe ser dise?ado para satisfacer aparte de las condiciones de trabajabilidad, resistencia normal y durabilidad compatibles con los requerimientos del proyecto a ser utilizado. Los ensayos de durabilidad que normalmente se utilizan en la construcci?n con hormig?n est?ndar en sitio no cuentan con la necesaria validaci?n para el caso del shotcrete, por lo que este tipo de hormig?n no tiene ensayos espec?ficos, m?s bien son adaptaciones de ensayos generados para hormig?n est?ndar. La experiencia internacional avala la utilizaci?n de m?todos asociados a la determinaci?n de la capacidad de adsorci?n de agua, como ensayo para calificar la durabilidad del hormig?n proyectado por esta raz?n se escogi? el ensayo de volumen de vac?os permeables como posible m?todo para evaluar la durabilidad del hormig?n shotcrete. Para esto se realizaron ensayos de Volumen de Vac?os Permeables junto con el ensayo de Penetraci?n de Ion Cloruro utilizado regularmente para evaluar durabilidad en hormig?n est?ndar en sitio. Estos ensayos se realizaron en una obra nacional y se contrastaron estos valores con dos obras extranjeras.

Thesis (M. Phil.)--Hong Kong University of Science and Technology, 2002. / Includes bibliographical references (leaves 162-163). Also available in electronic version. Access restricted to campus users.

Ingeniera Civil / Actualmente, para calificar la calidad del hormigón proyectado se recurre a ensayos que evalúan diversas propiedades del material, incluyendo el desarrollo de resistencia mecánica temprana; la resistencia a compresión; la resistencia residual, el contenido de aire, entre otras. Por otra parte, para calificar su durabilidad se utiliza, al igual que para el hormigón convencional, el ensayo de permeabilidad al agua de la norma NCh 2262, cuyos resultados presentan en general alta dispersión. En el caso de proyectos con mayores exigencias de durabilidad, que establecen un determinado período de servicio, se hace necesario recurrir a ensayos que permitan calificar sus características de porosidad y permeabilidad con niveles mayores de definición que el que se alcanza con el ensayo de penetración de agua, antes indicado. Es por esto que en el presente trabajo se realiza un estudio comparativo de dos metodologías de ensayo que permiten calificar la resistencia del hormigón a la penetración de ion cloruro, los métodos RCPT (ASTM C 1202) [1] y NT BUILD 492 [2], junto con un método de ensayo que permite determinar el volumen de poros permeables del hormigón (VPV por su sigla en inglés), a través del valor de la absorción de agua después de ebullición (ASTM C 642 [3]), método que cuenta con antecedentes de aplicación en el revestimiento de túneles en Canadá y Australia. Aplicando dichas metodologías de ensayo, se evalúa el desempeño en durabilidad de uno de los hormigones utilizados en las obras de la Línea 3 de Metro, que corresponde a un SH30(90)10/FL3, colocado mediante vía húmeda. Las muestras ensayadas se obtuvieron a partir de paneles de control del material en obra, 18 en total, que permitieron la extracción de 72 testigos, de los que a su vez, se obtuvieron probetas a utilizar en los distintos ensayos: RCPT (36), NT BUILD 492 (54) y VPV (19). De los resultados de estos ensayos se deriva, en primer lugar, que el volumen de poros permeables (VPV) para el shotcrete de la obra es de un 17.1% en promedio, lo que corresponde a un hormigón de durabilidad en el rango Bueno/Regular, teniendo como referencia el criterio de Morgan, calidad que estaría por debajo de lo que se obtiene para obras de sostenimiento con shotcrete de acuerdo a ese criterio. En cuanto al comportamiento en el ensayo RCPT se observa un valor medio de 3636 C, que corresponde a una permeabilidad a cloruros moderada. Los resultados del shotcrete en estudio en el ensayo NT BUILD 492 son concordantes, con un valor del Coeficiente de difusión igual a 9.7 10�����12(m2=s), calificado como normal. No obstante, se evidenciaron anomalías en las muestras ensayadas por el método NT BUILD 492, que podrían ser consecuencia de filtraciones de una solución durante el ensayo. Realizado un análisis de sensibilidad y considerando en los cálculos sólo los valores que se presume no estuvieron afectos a dicho desacierto, se califica al shotcrete con la misma calidad nombrada anteriormente; sin embargo producto de esto se deben desechar los resultados obtenidos. De este estudio se puede concluir que las metodologías evaluadas serían alternativas válidas para la especificación por desempeño de los requerimientos de durabilidad para el shotcrete.

Ingeniero Civil / No obstante el uso intensivo de hormigón proyectado que se ha registrado en los últimos años en Chile, particularmente en proyectos de túneles mineros y de metro, es relativamente usual que durante el desarrollo de las faenas se produzcan indefiniciones que retrasan a éstas debido a la falta de una normativa chilena que regule los requisitos y procesos conforme a la realidad de las prácticas nacionales. Una carencia evidente se encuentra en las disposiciones para la dosificación de la mezcla de hormigón proyectado, en donde la relación agua cemento, la granulometría de los áridos y el uso de aditivos, entre otros aspectos, varían sin un adecuado control, produciendo un producto de calidad no conforme que puede traer consecuencias negativas para las obras y sus trabajadores. Como extensión de las carencias normativas, se produce un vacío respecto de la preparación y entrenamiento con la que deben contar los operadores o aplicadores del hormigón proyectado (conocidos como pitoneros), lo que redunda en falta de personal calificado y por tanto, también de personal de supervisión. De hecho, actualmente, las empresas constructoras presentan dificultades para conseguir pitoneros y supervisores calificados. Además, no se puede dejar de lado la falta de equipos de nivel mundial producto de la falta de exigencias normativas. Fuera de Chile existe tecnología de excelencia que permite proteger al operador que está en la frente, como también realizar una ejecución del trabajo en forma pareja y de acuerdo las exigencias. Es por lo anterior, que con este trabajo se busca realizar un análisis de los códigos internacionales de hormigón proyectado, para que con ello se pueda contribuir a entregar elementos de comparación y juicio para una futura normativa chilena. Los referidos códigos son de procedencia europea, estadounidense y australiana. Dentro de la procedencia europea, además de dos códigos de carácter comunitario, existen dos nacionales, siendo uno noruego y el otro austriaco. Cabe destacar que algunos de los códigos referidos son la base de las especificaciones técnicas que se realizan para los proyectos mineros y de infraestructura de transporte en el país. Los aspectos a considerar para la comparación de los códigos son los requisitos de materiales y procesos, la clasificación según resistencia temprana o funcionalidad estructural, entre otros criterios, los trabajos preparatorios, los trabajos de proyección, el tratamiento de las fibras y algunas restricciones sobre el cemento. La metodología de trabajo incluye la revisión bibliográfica de los códigos y de algunos aspectos generales del hormigón proyectado. El trabajo concluye reconociendo que los códigos más utilizados en el país son el EFNARC, European Specification for Sprayed Concrete, 1996 y el ÖVBB, Sprayed Concrete Guideline, 2006, pero que los códigos ACI del comité 506, relativos a hormigón proyectado, están siendo día a día más estudiados y seguidos, debido a que ofrecen más elementos de juicio respecto del hormigón con fibra y de las resistencias tempranas, permitiendo de este modo, no adoptar siempre los criterios más restrictivos. Finalmente, el trabajo concluye afirmando la necesidad de normar las competencias que deben tener los operadores y supervisores del hormigón proyectado, además de promover el uso de mayor tecnología cuando aplique, como el caso de los equipos robotizados.

A argamassa de revestimento é um material largamente utilizado na construção civil. Após a década de 90, as construtoras necessitaram introduzir inovação no processo construtivo, como um diferencial de mercado, a fim de aumentar a produtividade e qualidade, juntamente à redução do custo final. Em consequência disso, ao longo do tempo, houve a evolução do subsistema de revestimento, apresentando como maior mudança a substituição da aplicação manual por projeção mecânica. Acredita-se que, devido ao fato desta tecnologia propiciar a redução da interferência da mão de obra e possibilitar o fluxo contínuo durante a execução, permite atingir maior produtividade, qualidade e redução de perdas excessivas. Porém, verifica-se elevada incerteza e variabilidade na produção e aplicação da argamassa em canteiros de obras com a inexistência de controle das variáveis envolvidas ao processo, juntamente à carência de normativas e recomendações para projeção mecânica. Além disso, a falta de controle tecnológico e carência de conhecimento técnico, com elevado grau de empirismo nas etapas do processo resultam, muitas vezes, no desencadeamento de manifestações patológicas e perda de desempenho do revestimento. Sendo assim, buscando-se um melhor entendimento das variáveis existentes no sistema e a influência de sistemas distintos para projeção de argamassas, o principal objetivo desta pesquisa consiste em verificar a influência de variáveis com baixo ou inexistente controle no processo de produção da argamassa em relação às propriedades, no estado fresco e endurecido. Para que seja possível atingir esse objetivo a pesquisa foi dividida em duas etapas: a etapa 1, em campo e em laboratório, e a etapa 2, em laboratório. Na etapa 1, em campo, buscou-se o conhecimento e caracterização das edificações, bem como peculiaridades e práticas executivas adotadas em canteiros de obras. Os resultados desta etapa mostraram a variabilidade na produção e aplicação do revestimento, principalmente relacionado à quantidade de água adicionada e sentido de aplicação. Em relação à etapa 1, em laboratório, foram coletadas e transportadas as argamassas produzidas e utilizadas em canteiros de obra desta etapa, em campo. Foram realizados ensaios de caracterização, no estado fresco e endurecido, a fim de observar a influência da mistura (sistema) e do aumento da vazão. Através deste estudo, verifica-se que distintos sistemas apresentam diferença estatística significativa em algumas propriedades no estado fresco, tais como índice de consistência aos 50 minutos e retenção de água, e endurecido, através do coeficiente de capilaridade e resistência à tração na flexão, da argamassa. Além disso, pode-se afirmar que com o incremento da quantidade de água, apenas o teor de ar incorporado decresce, sendo as demais propriedades diretamente proporcionais ao aumento da vazão. Quanto à etapa 2, em laboratório, foram avaliados três fatores controláveis (vazão, sentido de aplicação e altura do substrato) em relação à resistência de aderência à tração e permeabilidade. Pode-se afirmar que a totalidade dos fatores controláveis estudados, bem como a interação entre a totalidade das variáveis (com nível de confiabilidade de 93%) influenciam na resistência de aderência à tração. Entretanto, em relação à permeabilidade, apenas o efeito isolado da vazão e a interação entre os fatores controláveis exercem influência estatisticamente significativa. / Rendering mortars are widely used in civil construction. In the 1990s, construction companies were pressed to introduce innovations in their processes to gain market advantages, increase quality and productivity and reduce costs. As a result, rendering systems underwent major improvements, the most important of which being the adoption of mechanical shotcrete systems to replace manual processes. As mechanical systems reduce operator interference and offer better flow control during application, they are believed to deliver higher productivity and quality while reducing losses. However, the reality of construction sites still shows that the process is subject to the great variability and uncertainty associated with the lack of standards and guidelines for shotcrete application. In addition, this lack of technological control and the limited technical expertise are compounded by the adoption of empirical approaches, which often result in pathological manifestations and impaired rendering performance. To provide a better understanding of existing variables and the influence of different shotcrete systems, this study investigated the influence of mortar production variables that are subject to no or limited control on the properties of fresh and hardened mortar. The study was designed as a two-phase program, in which phase 1 was carried out both in situ and in the lab and phase 2 in the lab only. In the in situ section of phase 1, information was collected on the features of constructions and on the specific characteristics and application techniques used in construction sites. The results of this stage show huge differences in shotcrete production and application practices, particularly regarding the amount of water added and the direction/orientation of application. In the lab section of phase 1, the mortars collected in the construction sites were taken to the lab for the characterization of fresh and hardened mortar in order to determine the influence of mixing processes (system) and flow rates. The study shows that different systems result in statistically significant differences in some properties of fresh mortars, such as the consistency at 50 minutes and water retention. In the hardened mortar, differences were observed in capillarity coefficients and flexural strength. In addition, it was observed that higher water amounts cause only the entrained air content to decrease, while all other properties increase as the flow rate increases. In stage 2 in the lab three controllable factors were studied (flow, direction/orientation of application, and depth of substrate vis-à-vis bond strength and permeability). It is possible to say that all controllable/control variables studied as well as the interaction between them (with a confidence level of 93%) affect bond strength. However, in the case of permeability only the isolated effect of flow and the interaction between the controllable/control factors have a statistically significant influence.

A argamassa de revestimento é um material largamente utilizado na construção civil. Após a década de 90, as construtoras necessitaram introduzir inovação no processo construtivo, como um diferencial de mercado, a fim de aumentar a produtividade e qualidade, juntamente à redução do custo final. Em consequência disso, ao longo do tempo, houve a evolução do subsistema de revestimento, apresentando como maior mudança a substituição da aplicação manual por projeção mecânica. Acredita-se que, devido ao fato desta tecnologia propiciar a redução da interferência da mão de obra e possibilitar o fluxo contínuo durante a execução, permite atingir maior produtividade, qualidade e redução de perdas excessivas. Porém, verifica-se elevada incerteza e variabilidade na produção e aplicação da argamassa em canteiros de obras com a inexistência de controle das variáveis envolvidas ao processo, juntamente à carência de normativas e recomendações para projeção mecânica. Além disso, a falta de controle tecnológico e carência de conhecimento técnico, com elevado grau de empirismo nas etapas do processo resultam, muitas vezes, no desencadeamento de manifestações patológicas e perda de desempenho do revestimento. Sendo assim, buscando-se um melhor entendimento das variáveis existentes no sistema e a influência de sistemas distintos para projeção de argamassas, o principal objetivo desta pesquisa consiste em verificar a influência de variáveis com baixo ou inexistente controle no processo de produção da argamassa em relação às propriedades, no estado fresco e endurecido. Para que seja possível atingir esse objetivo a pesquisa foi dividida em duas etapas: a etapa 1, em campo e em laboratório, e a etapa 2, em laboratório. Na etapa 1, em campo, buscou-se o conhecimento e caracterização das edificações, bem como peculiaridades e práticas executivas adotadas em canteiros de obras. Os resultados desta etapa mostraram a variabilidade na produção e aplicação do revestimento, principalmente relacionado à quantidade de água adicionada e sentido de aplicação. Em relação à etapa 1, em laboratório, foram coletadas e transportadas as argamassas produzidas e utilizadas em canteiros de obra desta etapa, em campo. Foram realizados ensaios de caracterização, no estado fresco e endurecido, a fim de observar a influência da mistura (sistema) e do aumento da vazão. Através deste estudo, verifica-se que distintos sistemas apresentam diferença estatística significativa em algumas propriedades no estado fresco, tais como índice de consistência aos 50 minutos e retenção de água, e endurecido, através do coeficiente de capilaridade e resistência à tração na flexão, da argamassa. Além disso, pode-se afirmar que com o incremento da quantidade de água, apenas o teor de ar incorporado decresce, sendo as demais propriedades diretamente proporcionais ao aumento da vazão. Quanto à etapa 2, em laboratório, foram avaliados três fatores controláveis (vazão, sentido de aplicação e altura do substrato) em relação à resistência de aderência à tração e permeabilidade. Pode-se afirmar que a totalidade dos fatores controláveis estudados, bem como a interação entre a totalidade das variáveis (com nível de confiabilidade de 93%) influenciam na resistência de aderência à tração. Entretanto, em relação à permeabilidade, apenas o efeito isolado da vazão e a interação entre os fatores controláveis exercem influência estatisticamente significativa. / Rendering mortars are widely used in civil construction. In the 1990s, construction companies were pressed to introduce innovations in their processes to gain market advantages, increase quality and productivity and reduce costs. As a result, rendering systems underwent major improvements, the most important of which being the adoption of mechanical shotcrete systems to replace manual processes. As mechanical systems reduce operator interference and offer better flow control during application, they are believed to deliver higher productivity and quality while reducing losses. However, the reality of construction sites still shows that the process is subject to the great variability and uncertainty associated with the lack of standards and guidelines for shotcrete application. In addition, this lack of technological control and the limited technical expertise are compounded by the adoption of empirical approaches, which often result in pathological manifestations and impaired rendering performance. To provide a better understanding of existing variables and the influence of different shotcrete systems, this study investigated the influence of mortar production variables that are subject to no or limited control on the properties of fresh and hardened mortar. The study was designed as a two-phase program, in which phase 1 was carried out both in situ and in the lab and phase 2 in the lab only. In the in situ section of phase 1, information was collected on the features of constructions and on the specific characteristics and application techniques used in construction sites. The results of this stage show huge differences in shotcrete production and application practices, particularly regarding the amount of water added and the direction/orientation of application. In the lab section of phase 1, the mortars collected in the construction sites were taken to the lab for the characterization of fresh and hardened mortar in order to determine the influence of mixing processes (system) and flow rates. The study shows that different systems result in statistically significant differences in some properties of fresh mortars, such as the consistency at 50 minutes and water retention. In the hardened mortar, differences were observed in capillarity coefficients and flexural strength. In addition, it was observed that higher water amounts cause only the entrained air content to decrease, while all other properties increase as the flow rate increases. In stage 2 in the lab three controllable factors were studied (flow, direction/orientation of application, and depth of substrate vis-à-vis bond strength and permeability). It is possible to say that all controllable/control variables studied as well as the interaction between them (with a confidence level of 93%) affect bond strength. However, in the case of permeability only the isolated effect of flow and the interaction between the controllable/control factors have a statistically significant influence.

A argamassa de revestimento é um material largamente utilizado na construção civil. Após a década de 90, as construtoras necessitaram introduzir inovação no processo construtivo, como um diferencial de mercado, a fim de aumentar a produtividade e qualidade, juntamente à redução do custo final. Em consequência disso, ao longo do tempo, houve a evolução do subsistema de revestimento, apresentando como maior mudança a substituição da aplicação manual por projeção mecânica. Acredita-se que, devido ao fato desta tecnologia propiciar a redução da interferência da mão de obra e possibilitar o fluxo contínuo durante a execução, permite atingir maior produtividade, qualidade e redução de perdas excessivas. Porém, verifica-se elevada incerteza e variabilidade na produção e aplicação da argamassa em canteiros de obras com a inexistência de controle das variáveis envolvidas ao processo, juntamente à carência de normativas e recomendações para projeção mecânica. Além disso, a falta de controle tecnológico e carência de conhecimento técnico, com elevado grau de empirismo nas etapas do processo resultam, muitas vezes, no desencadeamento de manifestações patológicas e perda de desempenho do revestimento. Sendo assim, buscando-se um melhor entendimento das variáveis existentes no sistema e a influência de sistemas distintos para projeção de argamassas, o principal objetivo desta pesquisa consiste em verificar a influência de variáveis com baixo ou inexistente controle no processo de produção da argamassa em relação às propriedades, no estado fresco e endurecido. Para que seja possível atingir esse objetivo a pesquisa foi dividida em duas etapas: a etapa 1, em campo e em laboratório, e a etapa 2, em laboratório. Na etapa 1, em campo, buscou-se o conhecimento e caracterização das edificações, bem como peculiaridades e práticas executivas adotadas em canteiros de obras. Os resultados desta etapa mostraram a variabilidade na produção e aplicação do revestimento, principalmente relacionado à quantidade de água adicionada e sentido de aplicação. Em relação à etapa 1, em laboratório, foram coletadas e transportadas as argamassas produzidas e utilizadas em canteiros de obra desta etapa, em campo. Foram realizados ensaios de caracterização, no estado fresco e endurecido, a fim de observar a influência da mistura (sistema) e do aumento da vazão. Através deste estudo, verifica-se que distintos sistemas apresentam diferença estatística significativa em algumas propriedades no estado fresco, tais como índice de consistência aos 50 minutos e retenção de água, e endurecido, através do coeficiente de capilaridade e resistência à tração na flexão, da argamassa. Além disso, pode-se afirmar que com o incremento da quantidade de água, apenas o teor de ar incorporado decresce, sendo as demais propriedades diretamente proporcionais ao aumento da vazão. Quanto à etapa 2, em laboratório, foram avaliados três fatores controláveis (vazão, sentido de aplicação e altura do substrato) em relação à resistência de aderência à tração e permeabilidade. Pode-se afirmar que a totalidade dos fatores controláveis estudados, bem como a interação entre a totalidade das variáveis (com nível de confiabilidade de 93%) influenciam na resistência de aderência à tração. Entretanto, em relação à permeabilidade, apenas o efeito isolado da vazão e a interação entre os fatores controláveis exercem influência estatisticamente significativa. / Rendering mortars are widely used in civil construction. In the 1990s, construction companies were pressed to introduce innovations in their processes to gain market advantages, increase quality and productivity and reduce costs. As a result, rendering systems underwent major improvements, the most important of which being the adoption of mechanical shotcrete systems to replace manual processes. As mechanical systems reduce operator interference and offer better flow control during application, they are believed to deliver higher productivity and quality while reducing losses. However, the reality of construction sites still shows that the process is subject to the great variability and uncertainty associated with the lack of standards and guidelines for shotcrete application. In addition, this lack of technological control and the limited technical expertise are compounded by the adoption of empirical approaches, which often result in pathological manifestations and impaired rendering performance. To provide a better understanding of existing variables and the influence of different shotcrete systems, this study investigated the influence of mortar production variables that are subject to no or limited control on the properties of fresh and hardened mortar. The study was designed as a two-phase program, in which phase 1 was carried out both in situ and in the lab and phase 2 in the lab only. In the in situ section of phase 1, information was collected on the features of constructions and on the specific characteristics and application techniques used in construction sites. The results of this stage show huge differences in shotcrete production and application practices, particularly regarding the amount of water added and the direction/orientation of application. In the lab section of phase 1, the mortars collected in the construction sites were taken to the lab for the characterization of fresh and hardened mortar in order to determine the influence of mixing processes (system) and flow rates. The study shows that different systems result in statistically significant differences in some properties of fresh mortars, such as the consistency at 50 minutes and water retention. In the hardened mortar, differences were observed in capillarity coefficients and flexural strength. In addition, it was observed that higher water amounts cause only the entrained air content to decrease, while all other properties increase as the flow rate increases. In stage 2 in the lab three controllable factors were studied (flow, direction/orientation of application, and depth of substrate vis-à-vis bond strength and permeability). It is possible to say that all controllable/control variables studied as well as the interaction between them (with a confidence level of 93%) affect bond strength. However, in the case of permeability only the isolated effect of flow and the interaction between the controllable/control factors have a statistically significant influence.

O presente trabalho contempla um estudo experimental de análise do comportamento de concretos projetados por via seca, através de ensaios indicadores dos principais parâmetros de durabilidade, constantes de especificações nacionais e internacionais. A pesquisa envolve a avaliação comparativa entre quatro tipos de cimento especialmente formulados para uso em concreto projetado, em relação a outros dois tipos de cimento tradicionalmente empregados na composição de misturas projetáveis, no que se refere ao atendimento aos requisitos relativos à durabilidade, normalmente especificados para o material. Os concretos projetados, elaborados com consumos de cimento de 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ e 450kg/m³ foram inicialmente caracterizados, no estado fresco, com base em ensaios de consistência e depois produzidas amostras, em condições similares às de obra e estas submetidas aos ensaios balizadores de parâmetros de durabilidade adotados neste estudo, a saber: Absorção por Imersão e Fervura, Índice de Vazios, Massa Específica Real; Absorção de Água por Capilaridade; Migração de Íons Cloreto; Resistividade Elétrica; Penetração de Água sob Pressão e Carbonatação Acelerada. Como alguns dos ensaios supracitados não são destrutivos, foi possível aproveitar corpos-de-prova, que foram depois submetidos a ensaios de resistência à compressão axial e à tração através da compressão diametral, que também contribuíram para caracterização do material. De um modo geral, os resultados foram satisfatórios e atenderam às especificações vigentes. Contudo, os concretos elaborados com cimentos especiais, formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, apresentaram indicadores de durabilidade consideravelmente superiores aos dos concretos elaborados com cimentos convencionais ou mesmo cimentos especiais formulados com aditivos, inclusive para consumos relativamente baixos. Apesar de não ter sido o foco principal deste trabalho, vale ressaltar os surpreendentes resultados dos ensaios de resistência mecânica, obtidos para os concretos elaborados com cimentos especiais formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, que atingiram valores de resistência à compressão nunca antes observados, fato que pode tornar o material bastante promissor. / The present work involves an experimental study with dry-mix shotcrete aiming at the behavior analysis, through indicative testing of the main durability parameters of national and international specifications. The research involves the use of four cement types especially formulated for use in shotcrete use in comparison with two other cements that are traditionally used in mix production for shotcrete spraying. The shotcrete mixtures were elaborated with cement consumptions of 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ and 450kg/m³. They were characterized initially, in the fresh state, in terms of stiffness tests, and later, cores were extracted to produce samples, in similar conditions and submitted to ordinary durability tests: Water Absorption, Volume of Voids, Specific Weight; Water Absorption by Capillarity; Chloride Migration; Electric Resistivity; Water Penetration under Pressure and Accelerated Carbonatation. As some of the tests are not destructive, some of the samples was used for compressive and tensile (Brazilian Test) strength determination, what also contributed to additional characterization of the material. In general, the results were very satisfactory and they fit to the specifications requirements. However, the shotcretes elaborated with special cements, formulated with finer gradation and metakaolin addition, presented a much better behavior in terms of durability indicators comparing to the shotcretes produced with conventional cements and cements formulated with accelerators, even when, relatively low consumption of cement was used. Despite not being the main focus of this work, it is worth mentioning the surprising results of the testing of mechanical resistance, obtained for the shotcretes elaborated with special cements formulated with finer gradation and metakaolin addition, which reached resistance values to the compression never observed, making it a promising material.

The Swedish metal company Boliden has since the early 20th century been mining deposits in the mining field commonly referred to as the Skelleftefield in northern Sweden. The youngest of the active mines is the Kankberg mine which is an underground mine whose reserve contains gold and tellurium. The reserve of the mine is split-up into multiple smaller orebodies that are all being mined continuously using a cut- and fill mining method in combination with pillars utilized to ensure stability in certain stopes.   The Kankberg mine is unique in the sense that it is situated in very hard rock. That in combination with medium stresses as results of the mining depth results in favorable conditions in terms of needed rock support. Boliden therefore wants to reduce the amount of support material used, without compromising the stability of the support system and the security of the underground personnel.   The goal of this thesis is to present a recommend steel fiber dosage to be used in the shotcrete. The recommendation is based upon:   Test results of round determinate panel (RPD) tests according to the ASTM C1550-12a (American Society for Testing) standard. Reviews of earlier shotcrete tests conducted by Boliden. A literature study focused on fiber dosages in other underground projects. Stress analyses using numerical methods. Rock inspections and rock classifications. International guidelines regarding fiber dosages used in shotcrete.   The results presented within this thesis suggest that the fiber dosage in the shotcrete recipe can be lowered, in favor of cost optimization. The optimal dosage, when factoring in the issues related to the continuous mining, the energy absorption capacity of the shotcrete and general recommendations from studied literature was determined being a dosage of 22.6 kg/m3. The thesis further suggests that large scale tests should be conducted on a full scale before the lowered dosage is adopted in practice.

O presente trabalho contempla um estudo experimental de análise do comportamento de concretos projetados por via seca, através de ensaios indicadores dos principais parâmetros de durabilidade, constantes de especificações nacionais e internacionais. A pesquisa envolve a avaliação comparativa entre quatro tipos de cimento especialmente formulados para uso em concreto projetado, em relação a outros dois tipos de cimento tradicionalmente empregados na composição de misturas projetáveis, no que se refere ao atendimento aos requisitos relativos à durabilidade, normalmente especificados para o material. Os concretos projetados, elaborados com consumos de cimento de 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ e 450kg/m³ foram inicialmente caracterizados, no estado fresco, com base em ensaios de consistência e depois produzidas amostras, em condições similares às de obra e estas submetidas aos ensaios balizadores de parâmetros de durabilidade adotados neste estudo, a saber: Absorção por Imersão e Fervura, Índice de Vazios, Massa Específica Real; Absorção de Água por Capilaridade; Migração de Íons Cloreto; Resistividade Elétrica; Penetração de Água sob Pressão e Carbonatação Acelerada. Como alguns dos ensaios supracitados não são destrutivos, foi possível aproveitar corpos-de-prova, que foram depois submetidos a ensaios de resistência à compressão axial e à tração através da compressão diametral, que também contribuíram para caracterização do material. De um modo geral, os resultados foram satisfatórios e atenderam às especificações vigentes. Contudo, os concretos elaborados com cimentos especiais, formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, apresentaram indicadores de durabilidade consideravelmente superiores aos dos concretos elaborados com cimentos convencionais ou mesmo cimentos especiais formulados com aditivos, inclusive para consumos relativamente baixos. Apesar de não ter sido o foco principal deste trabalho, vale ressaltar os surpreendentes resultados dos ensaios de resistência mecânica, obtidos para os concretos elaborados com cimentos especiais formulados com granulometria mais fina e adição de metacaulim, que atingiram valores de resistência à compressão nunca antes observados, fato que pode tornar o material bastante promissor. / The present work involves an experimental study with dry-mix shotcrete aiming at the behavior analysis, through indicative testing of the main durability parameters of national and international specifications. The research involves the use of four cement types especially formulated for use in shotcrete use in comparison with two other cements that are traditionally used in mix production for shotcrete spraying. The shotcrete mixtures were elaborated with cement consumptions of 300 kg/m³, 350 kg/m³, 400 kg/m³ and 450kg/m³. They were characterized initially, in the fresh state, in terms of stiffness tests, and later, cores were extracted to produce samples, in similar conditions and submitted to ordinary durability tests: Water Absorption, Volume of Voids, Specific Weight; Water Absorption by Capillarity; Chloride Migration; Electric Resistivity; Water Penetration under Pressure and Accelerated Carbonatation. As some of the tests are not destructive, some of the samples was used for compressive and tensile (Brazilian Test) strength determination, what also contributed to additional characterization of the material. In general, the results were very satisfactory and they fit to the specifications requirements. However, the shotcretes elaborated with special cements, formulated with finer gradation and metakaolin addition, presented a much better behavior in terms of durability indicators comparing to the shotcretes produced with conventional cements and cements formulated with accelerators, even when, relatively low consumption of cement was used. Despite not being the main focus of this work, it is worth mentioning the surprising results of the testing of mechanical resistance, obtained for the shotcretes elaborated with special cements formulated with finer gradation and metakaolin addition, which reached resistance values to the compression never observed, making it a promising material.