Introducción
El concreto reforzado con fibras es una variante del concreto convencional que incluye fibras de refuerzo para mejorar sus propiedades mecánicas y de durabilidad.
Argumentos
El refuerzo del concreto con fibras es una solución a una gran variedad de problemáticas a las que nos enfrentamos diariamente en el sector. Estas fibras pueden ser de diversos materiales, espesores y formas; las más comunes son: acero, vidrio, polipropileno o incluso fibras de carbono. El uso de estas adiciones consiste en añadir fibras discretas al mezclado de concreto para mejorar sus propiedades mecánicas, de durabilidad y su rendimiento según la solución que queremos dar. Se usan principalmente en pavimentos y pisos industriales, túneles, elementos prefabricados y cubiertas.
Tipos de fibras
•Fibras de acero: Mejoran la resistencia a la tracción y la tenacidad del concreto. Se utilizan comúnmente en pavimentos, suelos industriales y elementos prefabricados. Se usan entre el 0.25% y 2% del volumen del concreto, los volúmenes mayores al 2% reducen la trabajabilidad y la dispersión de las fibras, además requieren de técnicas especiales de colocación.
•Fibras de Polipropileno: Reducen la fisuración por contracción y proporcionan resistencia al impacto. Son adecuadas para aplicaciones como pavimentos y elementos en concreto.
•Fibras de Vidrio: Ofrecen resistencia a la corrosión y son útiles en ambientes agresivos. Se utilizan en aplicaciones arquitectónicas y donde se requiere resistencia química. Su mayor aplicación es en paneles para fachada ya que producen un aumento de la resistencia a la flexión.
•Fibras de Carbono: Proporcionan una alta resistencia y son utilizadas en aplicaciones especializadas, como refuerzo estructural.
•Fibras Sintéticas: se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio alcalino del concreto a largo plazo. Generalmente tienen secciones pequeñas que se distribuyen aleatoriamente dentro del concreto, y pueden ser de poliéster, polietileno, polipropileno o nylon.
Su principal función es controlar la fisuración por contracción plástica en estado fresco del concreto y por temperatura en estado endurecido.
•Fibras de Acero Inoxidable: Proporcionan resistencia a la corrosión y son adecuadas para aplicaciones donde se requiere durabilidad en ambientes agresivos.
Usos de las fibras en los concretos
•Control de Grietas por Contracción: Cuando se busca controlar las grietas por contracción en elementos como losas, pavimentos y elementos prefabricados.
•Mejora de la Tenacidad: En estructuras donde se requiere una mayor tenacidad y resistencia a la propagación de grietas, como en áreas sujetas a cargas dinámicas o impacto.
•Pavimentos y Suelos Industriales: En pavimentos industriales y suelos sometidos a tráfico pesado, cargas dinámicas y condiciones ambientales agresivas.
•Prevención de Fisuración Térmica: En regiones donde las variaciones de temperatura pueden resultar en fisuración térmica, especialmente en grandes superficies de concreto expuestas al sol.
•Elementos Prefabricados: En la fabricación de elementos prefabricados para mejorar la manipulación, transporte y resistencia durante la vida útil.
•Ambientes Agresivos: En estructuras expuestas a ambientes corrosivos o químicamente agresivos, donde las fibras resistentes a la corrosión, como las de vidrio o acero inoxidable, pueden ser beneficiosas.
•Condiciones Sísmicas: En proyectos ubicados en zonas sísmicas, donde las fibras pueden proporcionar una mayor resistencia a la tracción y mejorar la capacidad de disipación de energía durante eventos sísmicos.
•Rehabilitación y Reforzamiento Estructural: En proyectos de rehabilitación y reforzamiento de estructuras existentes, donde las fibras pueden ayudar a mejorar la capacidad de carga y resistencia a esfuerzos adicionales.
•Condiciones Especiales de Construcción: En situaciones donde el acceso o las restricciones de construcción limitan la colocación de refuerzo convencional, las fibras pueden ser una alternativa viable.
•Condiciones de Suelo Problemáticas: En proyectos donde el suelo es propenso a movimientos o asentamientos, las fibras pueden proporcionar cierta capacidad de alivio de tensiones.
Conclusiones:
•El concreto reforzado con fibras mejora significativamente las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción, la tenacidad y la capacidad para resistir cargas dinámicas. Esto hace que sea una opción atractiva para aplicaciones donde se busca mejorar la durabilidad y el rendimiento del concreto.
•La adición de fibras ayuda a controlar y limitar la formación y propagación de fisuras, lo que es crucial en aplicaciones donde se necesita minimizar la fisuración, como en pavimentos y estructuras expuestas a movimientos térmicos.
•El concreto reforzado con fibras ofrece flexibilidad en el diseño, permitiendo una mayor libertad en la disposición de las juntas y en la creación de formas arquitectónicas, lo que puede simplificar el proceso de construcción y reducir costos.
•En comparación con el concreto convencional reforzado con mallas de acero (para control de temperatura), el concreto reforzado con fibras puede ofrecer una reducción de peso y mejorar la trabajabilidad durante la colocación y el acabado. Las fibras no sustituyen el acero estructural.
•Su disposición discontinua y distribución homogénea en toda la masa de concreto proporciona refuerzo tridimensional al concreto, distribuyendo los esfuerzos de manera más uniforme, disminuyendo la fisuración por contracción plástica.
•Es importante tener en cuenta las características específicas del proyecto al diseñar concreto reforzado con fibras. Esto incluye la selección adecuada del tipo de fibras, la dosificación, la distribución y la interacción con otros elementos estructurales.
•Es recomendable hacer mezclas de prueba ya que dependiendo de la dosificación puede presentar perdida en el asentamiento de la mezcla de concreto hasta de 2”.
Bibliografía:
https://360enconcreto.com/blog/detalle/las-fibras-sinteticas-para-concreto/
Norma Técnica Colombiana 5541
Palabras clave:
Concreto, fibra, refuerzo, durabilidad, tenacidad, capacidad, soporte, desgaste, abrasión, propiedades, fisuras.
Escrito por: Ing. Civil Yuri Paola Castaño Valencia.