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ADITIVOS Y ADICIONES

IntroducciónEn el anterior artículo publica-

do, dábamos una visión general de las aplicaciones de fibras sintéticas estructurales para hormigones fibro reforzados. En próximos artículos, pretendemos ofrecer algunos ejem-plos de aplicaciones ya realizadas ó cuya realización está en curso.

En este artículo, se aportan las principales conclusiones de un estu-dio realizado con fibras sintéticas estructurales del tipo MPH FIBER PLUS, empleadas para reforzar un hormigón autocompactante.

Estudio de comportamiento sobre Hormigones Autocompactantes

La producción de hormigón auto-compactante se ha multiplicado expo-nencialmente en los últimos años, sobre todo en el sector del prefabri-cado, donde la industrialización del hormigón permite obtener el máximo partido a sus ventajas.

El empleo de fibras sintéticas estructurales para reforzar el hormi-gón, puede tener muy buena acogi-da dentro de este sector por razones similares (tiempos de ejecución, mano de obra, stock de refuerzos metáli-cos, durabilidad frente a la corrosión, etc.), sin embargo, una de las incerti-dumbres que se nos planteaba era el comportamiento en estado fresco, fun-damentalmente el aspecto reológico, de un hormigón autocompactante con fibras sintéticas estructurales.

Gracias a las formulaciones actua-les para este tipo de hormigones, en los que intervienen aditivos químicos y adiciones que confieren tixotropía en el estado fresco, el hormigón en movimiento bajo cizalla se comporta como un fluido, y una vez que la ciza-lla (que en el caso de HAC se produ-ce por el propio peso del hormigón vertido en el molde, que empuja al inmediatamente anterior) desapare-

Dosificación tipo de HAC empleado para los ensayos

Componentes Peso (kg)

Agua 211

Cemento 42,5 R 380

Grava 4/10 553

Arena 0/4 590

Arena 0/3 280

Aditivo superplastificante 8,5

Aditivo corrector de viscosidad 1,4

Filler calizo 300

Fibras MPH FIBER PLUS 7

Gráfico carga

ce, el hormigón tiende a aumentar de viscosidad, evitándose la segregación una vez que ha quedado colocado y en reposo.

Las fibras sintéticas tienen una densidad menor que la del agua, por lo que su aplicación en hormigones autocompactantes planteaba la duda de una posible segregación. Cierto es que los componentes de un hormi-gón tienen densidades muy dispares (agua, árido, cemento), y si no se pro-duce segregación entre estos compo-nentes con una reología adecuada, tampoco debería producirse la segre-gación de otro componente como las fibras. Sin embargo, las exigencias en los HAC en cuanto al flujo del hormi-gón, que debe avanzar por dentro del molde para autocolocarse y autocom-pactarse, requería de un estudio que analizase de manera objetiva e inde-pendiente estos parámetros.

Otros parámetros sobre los que teníamos incertidumbres eran:• Los cambios de reología produci-dos por la incorporación en un HAC patrón con un contenido elevado de fibras sintéticas.• Las prestaciones mecánicas aporta-das por las fibras y el comportamien-to postfisuración en un hormigón que

tiene mayor espaciamiento entre los áridos de lo habitual, ya que el conte-nido de pasta es elevado.• La distribución homogénea de las fibras dentro de la matriz de hor-migón, condición necesaria para aportar las prestaciones mecánicas necesarias sin que se produzca dis-persión zonal de resultados.

Para este fin, se encargó un estudio al Instituto Eduardo Torroja, pertene-ciente al Consejo Superior de Inves-tigaciones Científicas (CSIC), que durante los últimos meses del pasa-do año, y los primeros del 2011, ha desarrollado un estudio sobre HACFR (Hormigones Autocompactantes Refor-zados con Fibras sintéticas estructura-les) MPH FIBER PLUS.

Estudio sobre hormigones autocompactantes reforzados con fibras sintéticas estructurales MPH FIBER PLUS

Enrique Pina, Director Técnico de MyphorGabriel Sémelas, Gerente del Grupo Semegor

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Parámetros de evaluación y resultados

En cuanto al comportamiento del HACFR, se analizaron tanto el ensayo de escurrimiento como el ensayo del embudo en V (Según Normas UNE–EN 12350–8 y 12350–9 respectivamente).

Respecto al hormigón endurecido, se realizaron tanto ensayos de com-presión como los ensayos de deter-minación de la resistencia a tracción por flexión, límite de proporcionali-dad LOP y resistencias residuales a 0,5 mmm y 2,5 mm (Según Normas 12390–2, 12390–3 y 14651).

Según los datos obtenidos, los valores están dentro del rango de autocompacidad fijado por la EHE–08 en el Anejo 17.

Resultados de ensayos de autocompacidadCaracterización en fresco

UNE–EN 12350–8.Hormigón autocompactante.

Ensayo de escurrimiento

Escurrimiento (d1) (mm) 760

Escurrimiento (d2) (mm) 780

Escurrimiento (df) (mm) 770

Tiempo de escurrimiento (T50) (seg) 2,1

UNE–EN 12350–9.Hormigón autocompactante. Ensayo

del embudo en VTiempo de flujo (Tv) (seg) 5,2

Ensayo Parámetro medido Rango admisible

EscurrimientoT50 T50 ≤ 8 seg

df 550 mm ≤ d f ≤ 850 mm

Escurrimiento con anillo J djf ≤ df – 50 mm

Embudo en V Tv 4 seg ≤ Tv ≤ 20 seg

Ensayo resistencia a compresión UNE–EN 12390–3Referencia

probetaEdad de

ensayo (días) Morfología Dimensiones (mm)

Carga Rotura (KN)

Resistencia (Mpa)

Resistencia Promedio (Mpa)

Coeficiente de variación (%)

Recorrido (%)

7591 28 cilíndrica 150 x 300 666,1 37,7 38,7 3,7 5,2

7592 28 cilíndrica 150 x 300 701,5 39,7

Ensayo resistencia a flexotracción UNE–EN 14651Referencia

probetaEdad de

ensayo (días) Morfología Dimensiones (mm)

Carga Rotura (KN)

Resistencia (Mpa)

Resistencia Promedio (Mpa)

Coeficiente de variación (%)

Recorrido (%)

7593 28 Prismática 600x150x150 14,8 4,7 4,4 10,4 14,7

7594 28 Prismática 600x150x150 12,8 4,1

7595 28 Prismática 600x150x150 14 4,5

Ensayo de resistencias residuales según Norma UNE – EN 14651Referencia

probetaApertura de fisura

(mm)Carga (kN)

Resistencia Residual aflexotracción – frj – (N/mm2)

Resistencia Residual media aflexotracción – frj – (N/mm2)

7593 CMODFL 0,05 FL 14,83 LOP 4,7

CMOD1 0,5 F1 6,38 fR,1 2,0

CMOD3 2,5 F3 9,96 fR,3 3,2

7594 CMODFL 0,05 FL 12,80 LOP 4,1 LOPm 4,4

CMOD1 0,5 F1 4,88 fR,1 1,6 fR,1 m 1,8

CMOD3 2,5 F3 8,56 fR,3 2,7 fR,3 m 3,0

7595 CMODFL 0,05 FL 13,95 LOP 4,5

CMOD1 0,5 F1 5,75 fR,1 1,8

CMOD3 2,5 F3 9,57 fR,3 3,1

Ensayo UNE – EN 14651 requisitos EHE–08 – Valores mediosResistencia Residual media a flexotracción fR,j,m (N/mm2)

Resistencia Característica Residual a flexotracción fR,j,k= 0,7 fR,j,m (N/mm2)

Requisito EHE – 08 para cumplimiento de fibra Estructural según Anejo 14

LOP m 4,4 LOPk 3,1

fR,1,m 1,8 fR,1,k 1,3 40% LOP 1,2 fR,1,k≥ 40% LOPk Cumple

fR,3,m 3 fR,3,k 2,1 20% LOP 0,6 fR,3,k≥ 20% LOPk Cumple

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Análisis de resultadosPartiendo de que el hormigón sin

refuerzo es un material que, a flexión, presenta una fractura frágil carente de tramo dúctil, de los resultados de los ensayos realizados sobre vigas de hormigón reforzadas con fibras MPH FIBER PLUS, se desprende que, estas últimas, al adicionarlas al hormigón en menor o mayor proporción y for-mar parte de su estructura interna, aportan un tramo dúctil que confiere tenacidad al conjunto.

La acción de la fibra continúa manifestándose después del fallo (rotura, aparición de la primera fisura) de la matriz cementicia, esta acción se basa en la capacidad de soportar carga por adherencia fibra–matriz de hormigón.

Conclusiones del estudioComo principales conclusiones

aportadas por el estudio realizado, se concluye que:• Las fibras MPH FIBER PLUS, en las condiciones ensayadas, cumple los requerimientos fijados en la EHE 08 para que puedan ser consideradas fibras estructurales, pudiendo enton-ces considerarse su contribución en el cálculo relativo de alguno de los esta-dos límite últimos o de servicio.• La incorporación de las fibras MPH FIBER PLUS no influye de manera nota-ble (no perjudican) el comportamiento del HAC en su estado fresco, mante-niéndose las propiedades necesarias de autocompacidad y reología sin incrementar el contenido de aditivos superplastificantes.• La distribución de las fibras MPH FIBER PLUS observada en las superfi-cies de rotura es uniforme.

Las conclusiones de este estudio permiten arrojar luz sobre el com-portamiento de los hormigones auto-compactantes reforzados con fibras sintéticas estructurales. Dado que, tan-to el comportamiento en estado fres-co del hormigón ha sido correcto en cuanto a fluidez y ausencia de segre-gación, así como las prestaciones mecánicas aportadas por las fibras están dentro de los parámetros fija-dos por la normativa, podemos afir-mar que las fibras sintéticas permiten armar los hormigones autocompac-tantes sin que por ello se perjudique

Prensa ensayo Distribución fibras

la colocación de los mismos en estado fresco.

Será en cada caso necesario ana-lizar el refuerzo planteado en función de los datos de proyecto, para calcu-lar la aportación mínima de fibras que sustituyen dicho refuerzo, o la canti-dad conjunta de refuerzo metálico + refuerzo con fibras para llegar al mis-mo compromiso de prestaciones. n

www.myphor.com

Agradecimientos:Los autores quieren agradecer su colabo-ración en este estudio al personal del Ins-tituto Eduardo Torroja y concretamente a:José Pedro Gutiérrez JiménezPedro Carballosa De MiguelDavid Navarro BuitragoAlfredo Fernández–Escalón González

Gráfico carga