Evaluación del concreto producido en el Megaproyecto minero Las Bambas Apurímac

Abstract

La producción de concreto en el megaproyecto minero “Las Bambas” representó un gran reto, ya que las cantidades proyectadas para su fabricación, suministro y colocación eran alrededor de 298,000 m3 de concreto, aplicando los más altos estándares de calidad y sin poder explotar la fuente de agregados de canteras de rio aprobada, lo que obligó a buscar nuevas canteras para poder obtener arena y piedra chancada para concreto; por lo que se tenían variados diseños y dosificaciones de concreto, los cuales requerían de un monitoreo constante para asegurar la evaluación y aceptación del concreto, manteniendo un buen control de calidad desde la recepción y toma de ensayos de los insumos, aprobación de sus procedimientos, diseños de mezcla e inspección de las características del concreto fresco y endurecido con el fin de asegurar el cumplimiento en la durabilidad, funcionalidad, servicio y resistencia del concreto conforme a las normas y especificaciones técnicas del Proyecto. La presente investigación busca desarrollar los criterios de aceptación con los estándares de calidad más exigentes de acuerdo con las normas ASTM C94, ACI 318, ACI 214R y ACI E 704-4, y aplicarlo en la fabricación de los 298,000m3 de concreto para la evaluación y aceptación del concreto endurecido; realizando el análisis estadístico mediante el método de la desviación estándar de los resultados de las resistencias a compresión, tomados para los meses de producción inicial, sobreproducción de 32,000 m3/mes y producción final. Asimismo, se busca elaborar y mostrar la importancia de desarrollar un plan de inspección y ensayos del concreto para cada etapa; inicial, previo, durante y post vaciado, en el que se detalla la actividad a controlar, el tipo de inspección, los criterios de aceptación, su frecuencia, ente responsable y el tipo de registro que se emplea para mostrar su cumplimiento. En la presente tesis para estudiar el comportamiento de la Desviación Estándar por mes y aplicar los criterios de aceptación de la norma ACI 214R se ha realizado la evaluación del concreto con 999 muestras (promedio de 2 probetas), es decir, se ha trabajado con 1998 probetas sometidos a ensayos compresión a 28 días realizados durante la ejecución del Proyecto de Julio 2012 a Julio 2015. Donde en los 4 primeros meses durante el arranque de las plantas de concreto se obtuvo una desviación estándar alta de 64.35kg/cm para una producción de 3,242m3 lo cual reveló que las resistencias fueron muy elevadas y dispersas desde 272.15 a 587.60 kg/cm2, existió una curva de aprendizaje hasta uniformizar el ritmo y mantener el buen control de Calidad. Para los siguientes meses del 2012, 2013 hasta mediados del 2014 la desviación estándar fue mejorando y uniformizándose con un control mucho más riguroso, alcanzando muy buenos resultados de desviación estándar hasta 4.17 kg/cm, lo que según la tabla 4.3 del ACI 214R, la DS<28 es considerado Excelente. Por otro lado, Agosto y Setiembre 2014, fueron los 02 meses de mayor producción y colocación de 32,000m3 y 29,000m3 de concreto masivo, cantidades que exigían un mayor control de calidad en los insumos, en la dosificación, en el rendimiento de la planta, en sus propiedades, frecuencia y toma de ensayos del concreto fresco y del concreto endurecido; se obtuvo una DS de 48.88 kg/cm2 y 43.43 kg/cm2, lo que es considerado como un control regular los cuales en realidad no dice la calidad del concreto, pero sí que hubo una mayor variación del control. Para la evaluación y análisis de los resultados de la resistencia de compresión aplicando los 03 criterios de aceptación de la norma ACI 214R para las resistencias de 250kg/cm2, podemos decir en general que este concreto cumple con los estándares de calidad más altos para la fabricación de 230,000 m3 de concreto estructural, y no habiendo ningún resultado de muestra que este por debajo de 250kg/cm2, podemos considerarlo como un muy buen concreto de 250kg/cm2 e incluso por los resultados obtenidos se podría decir que para los meses en donde el análisis de la evaluación del concreto resulto en resistencias características mayores a 250kg/cm2, el concreto suministrado pudo ser usado como un concreto de resistencia 280kg/cm2, 315kg/cm2 y hasta 350kg/cm2. El éxito de esta operación permitió cumplir con las metas proyectadas para cada mes, aplicando los más altos estándares de calidad durante toda la ejecución del Proyecto, lo que confirma la importancia de desarrollar un plan de inspección y ensayos del concreto antes, durante y después del vaciado; el cual incluye todos los controles y ensayos a realizar para cumplir con las EE.TT del proyecto.

The production of concrete in the “Las Bambas” mining megaproject represented a great challenge, since the projected quantities for its manufacture, supply and placement were around 298,000 m3 of concrete, applying the highest quality standards and without being able to exploit the source of aggregates from river quarries approved, which made it necessary to look for new quarries in order to obtain sand and crushed stone for concrete; therefore, there were various designs and concrete dosages, which required constant monitoring to ensure the evaluation and acceptance of the concrete, maintaining good quality control from receipt and testing of inputs, approval of their procedures, mix designs and inspection of the characteristics of fresh and hardened concrete in order to ensure compliance with the durability, functionality, service and strength of the concrete in accordance with the standards and technical specifications of the Project. This research seeks to develop the acceptance criteria with the most demanding quality standards in accordance with the standards ASTM C94, ACI 318, ACI 214R and ACI E 704-4, and apply it in the manufacture of the 298,000m3 of concrete for evaluation and acceptance of hardened concrete; performing the statistical analysis by means of the standard deviation method of the results of the compressive strengths, taken for the months of initial production, overproduction of 32,000 m3/month and final production. Additionally, it seeks to develop and show the importance of developing a concrete inspection and testing plan for each stage; initial, before, during and after concrete placement, detailing the activity to be controlled, the type of inspection, the acceptance criteria, its frequency, the responsible entity and the type of record used to show compliance. In this thesis to study the behavior of the Standard Deviation per month and apply the acceptance criteria of the ACI 214R standard, the evaluation of concrete has been carried out with 999 samples (average of 2 test tubes), in other words, 1998 specimens has been used subjected to 28-day compression tests carried out during the execution of the Project from July 2012 to July 2015. Where in the first 4 months during the start-up of the concrete plants, a high standard deviation of 64.35 kg/cm was obtained for a production of 3,242m3, which revealed that the resistances were very high and dispersed from 272.15kg/cm2 to 587.60 kg/cm2, there was a learning curve until the rhythm was standardized and good quality control was maintained. For the following months of 2012, 2013 until mid-2014, the standard deviation was improving and becoming uniform with a much more rigorous control, reaching very good standard deviation results up to 4.17 kg/cm, which according to table 4.3 of the ACI 214R, the DS < 28 is considered Excellent. On the other hand, August and September 2014, were the 02 months with the highest production and placement of 32,000m3 and 29,000m3 of massive concrete, quantities that required greater quality control in inputs, dosage, and plant performance, in their properties, frequency and taking of tests of fresh concrete and hardened concrete; a standard deviation of 48.88 kg/cm2 and 43.43 kg/cm2 were obtained, which is considered as a regular control, which does not actually say the quality of the concrete, but there was a greater variation in the control. For the evaluation and analysis of the compressive strength results applying the 3 acceptance criteria of the standard ACI 214R for strength of 250kg/cm2, it concludes in general that this concrete meets the highest quality standards for manufacturing of 230,000 m3 of structural concrete, and not having any sample result that is below 250kg/cm2, it could be considered as a very good concrete of 250kg/cm2 and even from the results obtained it could be said that for the months where the analysis of the concrete evaluation resulted in characteristic strengths greater than 250kg/cm2, the supplied concrete could be used as a concrete with resistance 280kg/cm2, 315kg/cm2 and up to 350kg/cm2. The success of this operation made it possible to meet the goals projected for each month, applying the highest quality standards throughout the execution of the Project, which confirms the importance of developing a concrete inspection and testing plan; before, during and after concrete placement; which includes all the controls and tests to be carried out to comply with the project's specification.