13 de septiembre de 2011

RECOMENDACIONES PARA EL USO DE LAS FIBRAS EN EL HORMIGÓN



Históricamente se han venido utilizando las fibras para la estabilización de muchos materiales, la paja es un elemento fundamental en los adobes, los pelos de caballo fueron utilizados en los antiguos morteros, a principios de 1900 se comenzó a utilizar el ahora prohibido asbesto (amianto), más recientemente las fibras de acero, las poliméricas o las de fibra de vidrio son utilizadas para mejorar el comportamiento del hormigón y presentan numerosas ventajas en la ejecución de pavimentos industriales, prefabricación de elementos de hormigón y hormigones gunitados o proyectados.






La última revisión de la Instrucción de Hormigón Estructural añade en su Anejo 14Recomendaciones para la utilización de hormigones con fibras”, en el que se establecen las bases para el Proyecto y Ejecución de hormigones con fibras de carácter estructural o no estructural.

 
TIPO DE FIBRAS:

Fibras de acero:
Serán conformes a la UNE 83500-1 y se clasifican según el proceso de obtención, como sigue:



Tipo I:     Trefiladas, estiradas en frío.
Tipo II:    Cortadas en láminas.
Tipo III:   Virutas de acero
Tipo IV:   Conformados en frío.
Tipo V:   Aserrados de bloque de acero.



La geometría de este tipo de fibras influye decididamente a la adherencia con el hormigón y pueden ser rectas, curvadas, corrugadas, etc. 

La longitud de la fibra habitualmente es de 2.5 a 3 veces el tamaño máximo del árido y siempre superior a 2 veces dicha dimensión. En hormigones bombeados se aconseja que la longitud de la fibra sea inferior a 2/3 del diámetro del tubo de bombeo.

Las fibras de acero tiene usos de tipo estructural y no estructural, presentando como característica particular la necesidad de protección superficial de los elementos de hormigón, de forma que se eviten las oxidación de las fibras con el consiguiente efecto antiestético.

El ión cloruro total aportado por los componentes del hormigón nunca excederá de 0.4% del  peso del cemento.

En hormigones con fibras de acero con misión estructural, se recomienda contenidos de fibras superiores a 20 kgs. por metro cúbico de hormigón.

Fibras poliméricas:
Están regulados por la UNE 83500-2, son fibras plásticas formadas por material polimérico extrusionado y posteriormente cortado (polipropileno, polietileno de alta densidad, aramida, alcohol de polivinilo, acrílico, nylón, poliéster); se clasifican según su proceso de fabricación como:



Tipo I:     Monofilamentos extruidos.
Tipo II:    Láminas fibriladas.




Según su geometría se distinguen en:

Micro-fibras:        diámetro < 0.30 mm.,    para usos no estructurales.
Macro-fibras:       diámetro >= 0.30 mm.,  para usos estructurales y no estructurales.

En el caso de fibras con uso estructural la longitud de fibra varía de 20 a 60 mm., se aconseja respetar la relación 3/1 (fibra/T. maximo árido).

Fibras de fibra de vidrio:
Son fibras de base de fibra de vidrio con longitudes y diámetros variados, en todo caso deberán garantizar un comportamiento adecuado durante la vida útil del elemento, en el sentido de que la fibra sea resistente a los álcalis del cemento.

 


OBJETIVOS DEL USO DE FIBRAS EN EL HORMIGÓN:

En caso de hormigones no estructurales, se utilizan para:

-          Mejorar la resistencia a la flexotracción y cortante.
-          Reduce la fisurabilidad por retracción en elementos superficiales.
-          Mejora la resistencia a la erosión.
-          Incrementar la resistencia a la abrasión.
-          Mejora el comportamiento del hormigón a impactos dinámicos.
-          Evitar la colocación de mallazo de reparto obligado en recubrimientos superiores a 50 mm.
-          Mejora de la resistencia del hormigón al choque térmico.
-          etc. etc.

En caso de hormigones estructurales, además de los objetivos anteriores:

-          Reducción de las cuantías de acero en elementos lineales de hormigón armado.
-          Se consigue un comportamiento más dúctil de las piezas de hormigón.
-          Reducir la armadura  convencional en regiones D al aumentar el ancho de las bielas de compresión.
-          etc.

CONDICIONES PARA EL PROYECTO DE HORMIGÓN CON FIBRAS:

El proyecto de ejecución deberá especificar el tipo de “hormigón con fibras” previsto en cada caso, debiendo establecerse con carácter de mínimos:

-          Dosificación de las fibras en kg/m3.
-          Tipo, dimensiones (longitud, diámetro, esbeltez), y forma de la fibra proyectada
-          En caso de fibras con misión estructural, resistencia a tracción de la fibra.

La tipificación de los hormigones con fibras por propiedades se hará del siguiente modo:

                                   T-R / f – R1 – R3 / C / TM – TF /  A
Siendo:

T =         HMF para hormigón en masa, HAF para hormigón armado y HPF para hormigón pretensazo.
R =         Resistencia característica a compresión (N/mm2)
f =          Tipo de fibra, A para fibras de acero, P para fibras poliméricas y V para fibras de fibra de vidrio
R1, R3=  Resistencia característica residual a flexotracción especificada (N/mm2) para misiones estructurales, en caso de misión estructural podrá ser:
                                                 CR para fibras con misión de control de la retracción.
                                                 RF para fibras con misión de mejora de la resistencia al fuego
                                                 O para fibras con otras misiones
C=          Consistencia
TM=        Tamaño máximo del arido (mm.)
TF=        Longitud máxima de la fibra (mm.)
A=          Designación del ambiente.

La tipificación de los hormigones con fibras por dosificación se recomienda del siguiente modo:

                                   T – D – G / f / C / TM / A

Siendo:
            D=        Dosificación de cemento por metro cúbico
            G=       Contenido de fibras en kgs. por metro cúbico de hormigón.


CONDICIONES PARA LA EJECUCIÓN DEL HORMIGÓN CON FIBRAS:

Se pueden establecer tres operaciones críticas:

AMASADO DE HORMIGÓN CON FIBRAS:

- El amasado del hormigón con fibras garantizara el reparto uniforme de las fibras en la masa de hormigón armado, evitando la formación de “erizos”  para lo que se seguirán las siguientes pautas:

-          Se cuidará la dosificación del hormigón con suficiente árido fino, sobre todo con contenidos elevados de fibra y fibras muy esbeltas.
-          Las fibras se incorporarán a la mezcla junto los áridos, preferentemente con el árido grueso.

- En el caso de fibras de acero y recorridos largos de transporte, puede ser ventajosa la adicción de fibras en obra, siguiendo las siguientes instrucciones:

-          El hormigón tendrá consistencia con fluidez suficiente para que al añadir las fibras en obra, éstas puedan migrar hasta el fondo de la cuba.
-          El vertido de las fibras se realizara lentamente, entre 20 a 60 kgs. por minuto, a ser posible con sistema dosificador y con la cuba girando a su máxima velocidad.

VERTIDO Y COLOCACIÓN DEL HORMIGÓN CON FIBRAS:

- El vertido del hormigón con fibras se realizará de forma directa desde la cuba, evitando transportes adicionales, por lo que se presenta más adecuado el bombeo.

- Cuando la colocación se hace mediante tolva, el diámetro de la boca será superior a 30 cm.

COMPACTACIÓN DEL HORMIGÓN CON FIBRAS:

- El uso de fibras requiere un estudio más cuidadoso de la consistencia del hormigón, utilizando aditivos fluidificantes, ya que el uso de fibras reduce la docilidad del hormigón.

- En hormigones con fibras preferentemente se utilizarán vibradores externos, pues los de vibrado interno pueden provocar zonas de pasta sin fibras debido a que un vibrado excesivo provoca la expulsión de las fibras en el entorno de la aguja.

2 comentarios:

  1. Antonio González23/9/11 10:09

    Soy un constructor interesado en saber si el hormigón con fibras es mejor que el mallazo en soleras y sobre todo si se puede quitar el mallazo al echar fibras

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  2. Servicios y Asesoramiento Técnico24/9/11 12:36

    Antonio, cada caso es distinto y debe ser valorado por un técnico, el proyecto o la dirección facultativa dirá que solución es la ideal para cada solera.

    De todos modos, en el caso de soleras NO estructurales, de espesor habitual (hasta 20 cm.) y con cargas reducidas la aplicación de las fibras puede eliminar la necesidad de mallazo antirretracción, ejecutando juntas de dilatación lo antes posible es probable que la solera se fisure mucho menos que la habitual solera, en la que el mallazo quedó abajo y se hicieron las juntas con poca profundidad.

    Espero que tu experiencia con las fibras en el hormigón sea favorable Antonio.

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