V07-Mauricio Ortiz DAP - Estudio de Validación del Uso de Partículas de Nanosílice en Hormigón para Pavimentos de Aeropuertos

Estudio de Validación del Uso de
Partículas de Nanosílice en Hormigón
para Pavimentos de Aeropuertos
Alumna Fabiola Salas, Usach
Alumno Sebastián Santiagos, Usach
Ing. Mauricio Ortiz Orden, DAP - MOP

TEMARIO PRESENTACIÓN:
1. Objetivos del presente estudio de validación del uso de nano sílice en hormigones para
pavimentos aeroportuarios.
2. Tipos de deterioros mas usualmente encontrados en Pavimentos de Hormigón en
Aeropuertos.
3. Medición del Estado de Conservación de los Pavimentos de Hormigón en Aeropuertos.
4. Costos Aproximados de Construcción y/o Remoción de Mezclas Hormigón en Aeropuertos.
5. La nanotecnología del sílice aplicada a pavimentos de hormigón.
6. Resultados preliminares del presente estudio de validación.
7. Conclusiones.

1. OBJETIVO DEL ESTUDIO:
Analizar una alternativa que mejore las propiedades mecánicas de las mezclas de hormigón para
pavimentos aeroportuarios en Chile, para :
a. Retrasar en la aparición de deterioros producto de la aplicación de cargas.
b. Menos cantidad de intervenciones del área de movimiento
c. Estimar posibles reducciones en los espesores de losas proyectado.
Costos de mantenimiento re
Costos de ocupación Costo de re materiales

2. DETERIOROS DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
Grietas Longitudinales, Transversales y Diagonales
Solicitaciones por expansión,
retracción o arqueo
Grietas de severidad alta son
potenciales generadores de FOD
Grietas dividen Losa en dos o
tres partes

2. DETERIOROS DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
Roturas y Desprendimientos de Esquina
Roturas de esquina son grieta que
intersecta las juntas a una distancia menor
o igual que la mitad de la longitud de la
losa
Causadas por repetición de cargas,
combinadas con la pérdida del
soporte y tensiones por alabeo.
Una rotura de esquina se
diferencia de un
desprendimiento de la esquina
por que la fisura se extiende
verticalmente a través del
espesor total de la losa

2. DETERIOROS DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
Grietas en Bloque
Grietas en bloque se
interceptan y dividen la losa
en cuatro o más piezas
Ocasionadas producto de un
exceso de cargas y/o un soporte
inadecuado de la fundación.

2. DETERIOROS DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
Desprendimiento Superficial o Mapeo Superficial
Red de fisuras poco profundas
que se extienden solo a través de
la superficie superior del
hormigón
Resultan usualmente por un curado
inapropiado y/o acabado del
hormigón o por causas de ciclos de
hielo y deshielo y puede llevar al
desprendimiento superficial

3. MEDICION DEL ESTADO DE CONSERVACION DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
El método PCI (Pavement Condition Index) clasifica los pavimentos según su integridad
estructural y las condiciones operacionales de su superficie, e indica las posibles causas que
originaron su deterioro (cargas, clima / edad u otros) .
Se ha desarrollado un listado total de 15
patologías para pavimentos de Hormigón
Nivel de uso adecuado
Nivel de conservación
Tipo de
Deterioro
Cantidad
de
Deterioro
Índice de
Condición
de
Pavimento
Severidad
del
Deterioro

4. COSTOS APROX. DE CONSTRUCCION Y REMOCIÓN DE HORMIGÓN
Configuración tipo del área de movimiento de un aeropuerto regional en Chile
Pista 2.000 x 45 metros
Calles de Rodaje
Plataforma 190 x 120 m.
Plataforma Aviación General
Rodaje Aviación General
Estructura de Pavimento tipo en base a la operación aviones de la familia A 320 – A 321
Capacidad:
1 clase: 199 (configuración típica), 220 (máximo)
2 clases: 185 (configuración típica)
Estructura Tipo Pavimento Hormigón
Hormigón e = 0,40 m
Base e = 0,20 m
Subrasante
Fuente: Elaboración propia

Fuente: Registros DAP para
4. COSTOS APROX. DE CONSTRUCCION Y REMOCIÓN DE HORMIGÓN
Costos Promedio x m3
Remoción
$26.000
$US 33
Construcción
$180.000
$US 225
CONSTRUCCION PISTA:
Dimensiones: 2.000 x 45 m.
Área = 90.000 m 2
e hormigón = 0,40 m.
Costo Unitario $ 180.000
Volumen = 36.000 m 3
Costo Total MM$ 6.400
$US 8.000.000
CONSTRUCCION PLATAFORMA:
Dimensiones: 190 x 120 m.
Área = 22.800 m2
E hormigón = 0,40 m.
Costo Unitario $ 180.000
Volumen = 9.120 m3
Costo Total MM$ 1.641
$US 2.050.000
CONSERVACION PISTA:
Dimensiones: 2.000 x 45 m.
Área = 27.000 m 2
e hormigón = 0,40 m.
Costo Unitario $ 26.000
Volumen = 10.800 m 3
Costo Total MM$ 280,8
$US 351.000
+ CONSTRUCCION
CONSERVACION PLATAFORMA:
Dimensiones: 190 x 120 m.
Área = 6.840 m2
E hormigón = 0,40 m.
Costo Unitario $ 26.000
Volumen = 2.736 m3
Costo Total MM$ 71,1
$US 89.000
+ CONSTRUCCION

5. NANOTECNOLOGÍA DEL SÍLICE APLICADA A PAVIMENTOS DE HORMIGÓN
Beneficios para el Hormigón:
• Las mejoras en las propiedades mecánicas del concreto se
atribuyen a la eliminación de vacíos y en definitiva a la
homogenización de la mezcla.
• La nanosílice participa en el proceso de hidratación para
generar C-S-H que llena los espacios vacíos en la zona de
transición entre la pasta y el agregado para mejorar la
densidad, cohesión y la impermeabilidad.
Mejora las propiedades
mecánicas
Mejoramiento de su
microtextura
Mejora en la respuesta a
la abrasión
Mejora de la zona ITZ
Aumento de la durabilidad
del Hormigón

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Metodología de Trabajo:
Ensayos en Laboratorio
Mezcla
Hormigón
Patrón
ETG DAP
N°16
V/S
Mezcla
Hormigón
1% NS
Mezcla
Hormigón
2% NS
Mezcla
Hormigón
3% NS
0% NS
NS: Nanosilice
Análisis de Resultados

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Ensayos a desarrollar:
Compresión Flexotracción Vicat Abrasión Permeabilidad
Propiedades
en estado
endurecido
Propiedades
en estado
endurecido
Propiedades
en estado
fresco
Durabilidad
Durabilidad
NCh 1037 NCh 1038 NCh 152 ASTM C 944 SIA 262/1

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:
Mezcla Docilidad Probetas Curado
Árido grueso,
fino y arena
+
Cemento
+
80% agua
+
20% de agua
(con o sin
nanosílice)
Asentamiento
de cono según
requisitos de
ETG DAP N°16
Pavimento de
Hormigón
Hidráulico
a) Cilíndricas,
en dos capas
de igual
espesor
b) Prismáticas
en una única
capa
Cubierta de
arpillera
húmeda
+
Desmoldar e
introducir en
piscina de
curado hasta el
ensayo

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Preparación de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Ensayo de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Ensayo de Probetas:

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Ensayo de Compresión:
Edad de 7 días
500
450
400
350
300
250
Resistencias individuales
Kgf/cm 2
500
450
35 Mpa
400
350
300
250
357,00
Resistencias Máximas Promedio
40 Mpa
407,00
42 Mpa
429,90
20 %
41 Mpa
414,93
Kgf/cm 2 %
200
200
150
150
100
100
50
0
50
0
0 1 2 3
%
Muestra patrón

6. RESULTADOS A LA FECHA DEL ESTUDIO
Ensayo de Compresión:
Edad de 28 días
500
450
400
350
300
Resistencias individuales
Kgf/cm 2
500
41 Mpa
450
400
350
421,00
300
Resistencias Máximas Promedio
41 Mpa
421,00
47 Mpa
483,80
48 Mpa
487,57
15 %
Kgf/cm 2 %
250
250
200
200
150
150
100
100
50
0
0 1 2 3
%
50
0
Muestra patrón

7. CONCLUSIONES
1. Los resultados son a la fecha preliminares y no permiten formar una opinión bien
fundamentada respecto de los efectos que produce la incorporación de distintos porcentaje de
nanosilice en las mezcla de hormigón para pavimentos aeroportuarios.
2. Los resultados obtenido para los ensayos de compresión, muestran una primera tendencia
favorable, respecto de un aumento de la resistencia de orden de 15% a 20%.
3. De los resultados obtenidos a la fecha, se observa que el porcentaje de nanosilice optimo
fluctuaría entre 2% a 3%.

7. AGRADECIMIENTOS Y CONTACTOS
• Sebastian Santiagos H, sebastian.santiagos@usach.cl
• Fabiola Salas V, fabiola.salas@usach.cl
• Carlos Ruiz T, carlos.ruiz@mop.gov.cl
• Loreto Araya Z, loreto.araya@mop.gov.cl
• Cristian Vargas M, cristian.vargas.m@mop.gov.cl
• Marcelo Gonzalez H, magonza7@ing.puc.cl
• Leonardo Brescia
• Jose Mauricio Ortiz O,
jose.ortiz.o@mop.gov.cl
www.alacpa.org
jmortiz@alacpa.org

GRACIAS POR SU ATENCIÓN