Si dijéramos que el hormigón es el material de construcción más popular y común en el mundo, no habría ninguna discusión. El hormigón es el material más utilizado en el mundo, sólo superado por el agua.
El hormigón reforzado con fibra se encuentra entre las muchas innovaciones desarrolladas para mejorar las características de resistencia y otras propiedades del hormigón.
En este artículo, examinaremos el hormigón reforzado con fibra, qué es este hormigón, sus diferentes tipos y beneficios, y descubriremos si esta mezcla de hormigón es adecuada para usted.
Qué esFibra¿Concreto reforzado?
El hormigón reforzado con fibra (FRC) es hormigón fresco reforzado con materiales fibrosos. Por ejemplo, fibras largas de acero. Este método de refuerzo mejora las propiedades del hormigón normal.
Se utilizan muchos materiales fibrosos diferentes para fabricar hormigón reforzado con fibras. Este tipo de hormigón armado se ha vuelto tan popular que se producen varias versiones de hormigón reforzado con fibra según los requisitos de la aplicación.
¿De qué está hecho el hormigón reforzado con fibra?
Los principales ingredientes del hormigón reforzado con fibra son:
Cemento Hidráulico
El componente principal del hormigón reforzado con fibra es el cemento hidráulico, que se vuelve adhesivo después de reaccionar con el agua. Comúnmente, el cemento Portland se utiliza como cemento hidráulico en el hormigón reforzado con fibra.
Fibras
La adición de fibras largas altera las propiedades del hormigón fresco según el tipo de material fibroso utilizado. Hay cuatro categorías de fibras que se utilizan generalmente en la producción de hormigón reforzado con fibras. Estas fibras de hormigón son:
Fibras de acero
fibras de vidrio
Fibras sintéticas
Fibras naturales
Agregados
Un agregado proporciona la resistencia aglutinante del concreto y al mismo tiempo reduce el volumen de cemento requerido. Algunos agregados comunes son arena, piedra triturada y grava.
Breve historia del FRC
El FRC existe desde hace mucho tiempo, pero las fibras del hormigón se han mejorado. En épocas anteriores, cuando los edificios se construían con piedras, el mortero actuaba como agente adhesivo que los mantenía unidos. El mortero se reforzó con crin.
De manera similar, en el caso de la construcción con adobe, la paja era el principal material de refuerzo. Cuando el hormigón se convirtió en uno de los materiales de construcción más comunes, se utilizaron fibras de amianto como refuerzo.
Sin embargo, a medida que pasaron las décadas, la gente se volvió más consciente de los riesgos para la salud del asbesto y de cómo causa cáncer. Durante la década de 1960, en lugar del amianto, otras fibras como el acero y el vidrio ganaron popularidad.
¿Cuál es el efecto de las fibras sobre el hormigón?
Agregar fibras al concreto produce varios efectos. La magnitud de estos varía según las fibras específicas utilizadas. La mejora de la capacidad de carga depende de varios factores, como el número de fibras de refuerzo en relación con el volumen total, denominado fracción de volumen, y la relación de aspecto, que se obtiene dividiendo la longitud de la fibra por el diámetro de la fibra en cuestión.
Las fibras generalmente cumplen el propósito principal de reducir el agrietamiento en el concreto mejorando su resistencia a la flexión. El agrietamiento del hormigón se produce debido a la contracción del hormigón. La contracción del hormigón puede ocurrir por múltiples razones, como la contracción por secado y la contracción plástica.
Además, las fibras reducen la permeabilidad del hormigón, eliminando la posibilidad de que el agua se filtre a través de las estructuras de hormigón.
¿Cuáles son los diferentes tipos de hormigón reforzado con fibras?
Existen varios tipos de compuestos de hormigón reforzado con fibras en aplicaciones populares. Algunos de estos incluyen:
Hormigón reforzado con fibras de acero
El hormigón armado con fibras de acero es uno de los tipos de FRC más extendidos. La adición de fibras de acero de refuerzo al hormigón, incluso en pequeñas cantidades, produce mejoras significativas en las propiedades del hormigón.
El hormigón armado con fibras de acero se utiliza en aplicaciones con requisitos de hormigón de alta resistencia, como puentes, suelos, túneles, minería, prefabricados, etc.
Hay muchos tipos diferentes de fibras de acero que se utilizan para reforzar el hormigón, como alambre estirado en frío (Tipo 1), fibras de lámina de acero cortadas (Tipo 2), fibras extraídas por fusión (Tipo 3), cortadas en fábrica (Tipo 4) y fibras de acero modificadas. alambre trefilado (Tipo 5).
Hormigón reforzado con fibra de polipropileno (PFRC)
PFRC utiliza fibras sintéticas llamadas fibras de polipropileno, un tipo de termoplástico. Hay muchos beneficios diferentes de agregar polipropileno al concreto, que discutiremos en la siguiente sección.
El polipropileno comparte muchas características con el polietileno, con propiedades endurecidas mejoradas, resistencia a la flexión y mayor resistencia al calor.
Además, esta fibra tiene una alta resistencia contra productos químicos como ácidos y disolventes orgánicos, y confiere propiedades similares al hormigón.
Hormigón reforzado con fibra de vidrio (GFRC)
Una mezcla de hormigón armado con fibra de vidrio incluye muchas partículas pequeñas de vidrio. ¿Cómo fortalecen estos el hormigón?
Si bien un panel de vidrio grande es delicado, la fibra de vidrio tiene una resistencia estructural muy alta. Además de esta resistencia, las fibras son un aditivo de bajo costo, lo que hace que la mezcla de concreto final sea más barata que alternativas como el concreto reforzado con fibras de acero.
Las mismas fibras agregadas al plástico dan como resultado un material compuesto de fibra de vidrio con excelentes propiedades de resistencia a la tracción.
Hormigón reforzado con fibra de poliéster
Las fibras de poliéster para hormigón reforzado con fibras están disponibles como microfibras y macrofibras. Las fibras de poliéster contribuyen a mejorar la resistencia al agrietamiento de este tipo de hormigón reforzado con fibras.
El hormigón reforzado con fibra de poliéster tiene mayor tenacidad y mayor integridad estructural. Su mayor durabilidad hace que este tipo de concreto sea ideal para pisos industriales, pisos de almacenes, estructuras prefabricadas, superposiciones y aplicaciones comerciales similares.
Hormigón reforzado con fibra de carbono
¿Alguna vez has oído hablar del acero con fibra de carbono? El concepto es similar para el hormigón armado con fibra de carbono.
Si bien agregar fibra de carbono al concreto es un proceso más complejo que agregar cemento o vidrio, el concreto resultante tiene alta rigidez y resistencia. Sin embargo, con una rigidez elevada, el hormigón se vuelve más quebradizo (como el acero al carbono).
Fibra Macro SintéticaConcreto reforzado
El uso de macrofibras sintéticas en el hormigón surgió como una alternativa al refuerzo de acero. Después de todo, el refuerzo de acero puede ser una adición costosa al hormigón.
Con un uso cada vez mayor, las fibras macrosintéticas se convirtieron en algo más que una simple alternativa. Estas fibras tienen muchas aplicaciones propias, especialmente en estructuras sustentadas en el suelo.
El refuerzo de acero puede corroerse en áreas con alta humedad, como ambientes marinos, y las fibras de vidrio corren el riesgo de descascararse. Las fibras macrosintéticas ofrecen una alta resistencia a estos factores, por lo que son una valiosa adición al hormigón en estos entornos.
Hormigón reforzado con fibras naturales
Las fibras naturales provienen de plantas, animales y minerales naturales. Como mencionamos en el apartado sobre la historia del FRC, las fibras naturales se han utilizado en el proceso de construcción desde la antigüedad.
No importa dónde se utilice el hormigón, habrá una gran cantidad de fibras naturales presentes. Estas fibras también ayudan a reducir el costo de fabricación de FRC.
Algunas fibras naturales incluyen algodón, paja, madera y cereales.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar hormigón reforzado con fibra?
Agregar diferentes fibras al concreto produce varios beneficios. El hormigón reforzado con fibra se clasifica según la fibra añadida. Los beneficios específicos del FRC dependerán del tipo de FRC utilizado.
En general, estos son los beneficios asociados con algunos tipos comunes de hormigón reforzado con fibra:
Refuerzo de fibra de vidrio
El refuerzo de fibra de vidrio aumenta la resistencia estructural del hormigón sin incrementar significativamente los costes. El vidrio es uno de los materiales de fibra más baratos.
Este tipo de refuerzo se utiliza para realzar el atractivo estético de la estructura de hormigón. Las fibras cortas y discretas se pueden ver en la estructura de hormigón después de que se seque.
Este método de refuerzo añade resistencia a la tracción a todas las áreas, a diferencia del refuerzo tradicional que utiliza barras de acero, donde la resistencia a la tracción se limita a la dirección de las barras.
Refuerzo de fibra de acero
El acero proporciona la mayor resistencia estructural en el hormigón reforzado con fibra.
Con la adición de fibras de acero, el hormigón requiere menos refuerzos de barras de acero.
Las fibras producen una mayor resistencia al impacto contra impactos y abrasiones.
Mejora de la resistencia al deshielo y otras características de temperatura del edificio.
Mitiga el riesgo de fisuración reduciendo el ancho de las fisuras.
Fibras de polipropileno y refuerzo de hormigón de nailon.
Proporciona la capacidad de bombear el hormigón a larga distancia aumentando las propiedades de cohesión.
Mejora las características de temperatura (p. ej., resistencia al deshielo).
Mejora la ductilidad del hormigón y reduce su fragilidad.
En caso de incendio, las estructuras de hormigón con fibras de polipropileno y fibras de nailon son resistentes al desconchado explosivo.
Resultados en alta resistencia al impacto y resistencia a la abrasión.
¿Cuáles son las aplicaciones del hormigón reforzado con fibra?
El tipo de FRC utilizado puede variar según el proyecto de construcción en particular. En general, la mayoría de los proyectos de ingeniería civil utilizan FRC. Por ejemplo::
Paredes
Piso
Represas
Pistas
Carreteras
Tubos de hormigón
Puentes
Suelos de almacén
pozos de registro
Túneles
Aceras
¿Cómo obtener hormigón reforzado con fibra?
Como ya sabrá, el hormigón reforzado con fibra no es un solo producto. Existen diferentes hormigones con diferentes técnicas de refuerzo que dan como resultado propiedades mejoradas específicas.
Hay fibras de acero de alta resistencia que amplifican la integridad estructural del colector de hormigón. Además, el vidrio y los materiales fibrosos sintéticos ofrecen una resistencia moderada pero a un costo más económico.
POR Daniel Arkin
Hora de publicación: 07-abr-2023