fibras metÁlicas

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fibras metalicas

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FIBRAS METLICASEl uso de las fibras metlicas como refuerzo del concreto es cada da ms cotidiano.Sus aplicaciones ms comunes van desde el refuerzo de pisos industriales, comerciales y pistas de aeropuertos, hasta el de lineamientos de tneles y la estabilizacin de taludes a travs de concreto lanzado por va hmeda o seca.Las fibras metlicas ofrecen muchos beneficios al concreto. A 10 aos de haberse comenzado a utilizar este material en nuestro pas, un gran nmero de constructores, diseadores, ingenieros, arquitectos y usuarios finales ya incorporan en sus especificaciones este tipo de refuerzo. Sin embargo, pocos comprenden realmente las propiedades que las fibras metlicas aportan al concreto.

Qu hacen las fibras metlicas en el concreto?Muchos autores y publicaciones aseguran que stas en dosificaciones tpicas (20 a 40 kg/m 3 de concreto), no brindan incrementos significativos del mdulo de ruptura MR, ni del mdulo de compresin 1 fc del concreto. Entonces, qu hacen las fibras metlicas en el concreto? Ductilidad. Las fibras metlicas han demostrado incrementos notables del comportamiento dctil del concreto, que es la capacidad de redistribuir esfuerzos en la masa. Esta absorcin de energa prcticamente ofrece una mayor capacidad de carga al concreto, por lo que en muchos casos el incorporar fibras metlicas permite disminuir el espesor de los pisos de concreto.El incremento del comportamiento dctil del concreto se puede medir a travs del mtodo de prueba normalizado ASTM C 1018 4. Esta prueba consiste en aplicar tres puntos de esfuerzo a una viga (fig. 2A); la ductilidad o absorcin de energa que ofrecen las fibras metlicas al concreto corresponde al rea debajo de la curva carga-defleccin; la primera falla (fig 2B, Punto Pe) corresponde a lo que normalmente se conoce como mdulo de ruptura del concreto, a partir de este punto se calcula el rea debajo de la curva en distintos intervalos. La realizacin de esta prueba requiere un deflectmetro para evaluar la defleccin de la viga. Reforzar el concreto con fibras metlicas ofrece a los constructores la posibilidad de eliminar el habilitado y la colocacin de mallas o varillas; las fibras metlicas se incorporan directamente al concreto,como si se tratara de un agregado o aditivo ms. Resistencia a la fatiga. Gracias a la redistribucin de esfuerzos en la masa de concreto que se logra con la incorporacin de fibras metlicas, se observa un incremento significativo a la resistencia a la fatiga. El concreto reforzado con fibras metlicas asegura resistencia a un mayor nmero de repeticiones de carga, de 1.2 a 2 veces ms de las que el concreto simple soporta. Resistencia al cortante.Las fibras metlicas brindan resistencia al cortante, que es primordial en la construccin de pisos, tanto de uso industrial como comercial. Esta ventaja permite prescindir de elementos como canastillas con pasajuntas en las juntas aserradas o de control. Las fibras metlicas, gracias a su capacidad de anclaje y resistencia, ofrecen transferencia de carga a travs de las juntas de contraccin, primordial cuando van a circular vehculos pesados o montacargas Resistencia al impacto.Las fibras metlicas son el nico elemento de refuerzo que brinda al concreto un incremento de la resistencia al impacto que va de 15 a 100 veces ms de lo que el concreto simple soporta.Tipos de fibras metlicasLos beneficios mencionados anteriormente se manifiestan en mayor o menor medida dependiendo del tipo de fibra metlica que se est evaluando. Las caractersticas fsicas y mecnicas de la fibra metlica, anclaje, resistencia a la tensin, dosificacin y lo que la norma ASTM A 820 5 define como aspecto de radio (longitud dividida entre dimetro equivalente), desempean un papel muy importante en los resultados de las pruebas.

Cmo evaluarlas?La norma ASTM A 820 se utiliza para clasificar los distintos tipos de fibra metlica que hay disponibles en el mercado mundial. Dicha norma divide los tipos de fibra metlica de acuerdo con su procedencia: Tipo I Alambre rolado en fro; Tipo II Lmina de acero; Tipo III Extraccin de fundicin; Tipo IV Otros, sin embargo, esta norma es muy limitada para especificar un tipo de fibra metlica para algn proyecto, pues diferentes fibras metlicas que pertenecen a un mismo grupo o tipo no ofrecen los mismos resultados en la pruebas ASTM C 1018.Otro factor que descarta la posibilidad de utilizar nicamente la norma ASTM A 820 es el hecho de que para todas las fibras metlicas especifica una resistencia mnima promedio a la tensin de 50,000 psi (345 MPa), lo mximo que las fibras Tipo II pueden lograr, mientras que fibras de otros tipos dan entre el doble y el triple de este valor. La resistencia a la tensin es importante, no por la cuestin del momento de falla de la fibra, sino porque de sta depende el anclaje de la misma en el concreto, y por consiguiente, influye en los resultados a la ductilidad y al cortante.

Son ms susceptibles a la corrosin?Las fibras metlicas se han utilizado como refuerzo del concreto en medios muy agresivos, en donde existen niveles de salinidad muy elevados, y se ha observado una corrosin muy moderada en casos sumamente extremos.Por lo general, las fibras metlicas no son de acero inoxidable. Sin embargo, los bajos niveles de corrosin que se presentan en el concreto se deben a estar embebidas en la masa de concreto. El refuerzo en base de fibras metlicas es discontinuo, a diferencia del tradicional corrido, como la malla o la varilla, por lo que no son capaces de transmitir la corrosin a travs de todo el refuerzo. En el caso en el que alguna fibra metlica se encuentre expuesta, por cuestiones de desgaste del mismo concreto, no ser capaz de promover la corrosin en otras fibras. Si por desgaste llegara a mostrarse alguna fibra metlica en la superficie del piso, es recomendable removerla o cortar la parte expuesta con unas pinzas.

El peso volumtrico de las fibras metlicas influye en su desempeo en el concreto?No, ste depende de las propiedades mecnicas y fsicas de las fibras metlicas, la actuacin de un mismo tipo de fibra metlica, en iguales dosificaciones, pero variando la longitud. Aunque el volumen fsico por kg de la fibra de 25 mm es el doble de la de 50 mm, se observa que la de 50 mm ofrece un mejor desempeo, desmintiendo esta hiptesis.Las fibras metlicas de mayor longitud ofrecen una relacin mayor y, por tanto, un mejor desempeo, por qu no usar fibras ms largas?Es cierto, mientras mayor es la longitud y el aspecto de radio de las fibras metlicas, mejor ser su desempeo en el concreto. Sin embargo, la trabajabilidad es el factor que limita la longitud y aspecto de radio de las fibras. De nada sirve una fibra metlica que nos ofrece resultados formidables en laboratorio, y en cuanto la llevamos a la obra nos resulta prcticamente imposible de incorporar, mezclar y terminar el concreto. Las fibras metlicas afectan el revenimiento del concreto? S, en dosificaciones tpicas de 20 a 40 kg/ m3 disminuyen el revenimiento de 0.25 a 1 cm. aproximadamente. Y, obviamente, debe esperarse ms disminucin de revenimiento cuando se utilizan dosificaciones mayores.Sus aplicaciones ms comunes van desde el refuerzo de pisos industriales, comerciales y pistas de aeropuertos, hasta el de lineamientos de tneles y la estabilizacin de taludes a travs de concreto lanzado por va hmeda o seca. Sin embargo, es importante mencionar que esto no es un parmetro que debe afectar las especificaciones del concreto; el revenimiento debe ser el ms bajo utilizable, siempre y cuando no se ponga en juego la trabajabilidad del concreto. Qu tipo de vibrado se recomienda cuando se utilizan fibras metlicas?El vibrado del concreto reforzado con fibras metlicas debe ser superficial y se recomienda el uso de reglas vibratorias o de extendedoras lser. Los vibradores de chicote, adems de poder ocasionar segregacin por sobrevibrado, pueden contribuir a romper con la distribucin y orientacin aleatoria de las fibras en el concreto. El vibrado superficial tambin contribuye a incorporar mejor las fibras al concreto, evitando que se presenten superficialmente. Qu diferencia hay entre las fibras metlicas y las sintticas?Segn el ACI 302R, las fibras sintticas nicamente ofrecen control de agrietamiento durante el asentamiento plstico del concreto, por lo que su uso se limita a pisos de concreto en las que no habr cargas considerables. Las fibras metlicas brindan control de agrietamiento durante el asentamiento plstico del concreto y despus de que el concreto se ha endurecido, por lo que su uso se extiende a pisos de concreto que estarn sometidos a cargas considerables, como los comerciales e industriales.s. Sin embargo, es importante mencionar que esto no es un parmetro que debe afectar las especificaciones del concreto; el revenimiento debe ser el ms bajo utilizable, siempre y cuando no se ponga en juego la trabajabilidad del concreto.

FIBRAS DE VIDRIOLos materiales compuestos generados por las fibras de vidrio, son ampliamente conocidos en el mercado mundial con el nombre de GRC (Glass Fibre Reinforced Cement). Este es pues un material en el cual su matriz resistente es un mortero de cemento Portland armada con fibras de vidrio las cuales son resistentes a los lcalis liberados con la hidratacin del cemento.El concreto presenta muy buenas caractersticas ante la compresin, como les ocurre a las piedras naturales, pero ofrece muy escasa resistencia a la traccin, por lo que resulta inadecuado para piezas que tengan que trabajar a flexin o traccin. Esta caracterstica ha conducido a numerosas investigaciones y desarrollos para mejorar las resistencias ante estos sometimientos. Intentando lograr dentro del mundo de los materiales compuestos a la solucin a esta carencia.

Entre todas ellas la mejor relacin costo propiedades mecnicas la ostentan las fibras de vidrio ofreciendo una gran facilidad de trabajo y manejabilidad, conjugada con un carcter inocuo y seguro, otorgando a los materiales compuestos, generados por ellas; grandes resistencias mecnicas.Los primeros ensayos y experiencias para el refuerzo de los cementos y sus morteros se realizaron con fibras de vidrio tipo E, (usadas normalmente para el refuerzo de plsticos y polisteres) dada la alta resistencia inherente de las mismas. Sin embargo, dichas tentativas fracasaron debido a que, este tipo de fibra al ser incorporada al mortero, estaba sujeta al ataque qumico de los cristales alcalinos producidos en el proceso de hidratacin del cemento, sin poderse remediar este problema.

Frente a todas las aplicaciones de transformacin de las fibras de vidrio, es el esfuerzo de concreto convencional la que mayores posibilidades perspectivas a futuro presenta.Las aplicaciones de las fibras encuentran en el refuerzo del concreto o en proceso de estudio por las universidades y laboratorio en todo el mundo, dada la actual necesidad de materiales alternativos a los tradicionales y ante la gran familia de productos de fibra.El empleo de la fibras, resistentes a los lcalis, en morteros de cemento ha aumentado firme y progresivamente desde hace ms de 30 aos pero, por el contrario, se ha presentado relativamente poca atencin a su uso en mezclas de concreto convencionales y a los grandes beneficios que a estas pueden aportar.La fibras de vidrio presentan un mdulo elstico muy superior al de la mayora de las fibras orgnicas, como las de polipropileno, pero menor que el del acero. Todas las fibras (inorgnicas, orgnicas y metlicas) han sido estudiadas con profundidad, pero en el caso de las fibras de vidrio han llevado a un menor conocimiento de su empleo, hasta de existencia entre los diseadores, especificadores y productores de concreto y la misma industria de prefabricacin.Estas son algunas de las ventajas en las propiedades del concreto con la dosificacin de la fibra de vidrio: Las fibras de vidrio distribuyen a toda la masa del hormign fuertes solicitaciones locales. La presencia fsica de las fibras de vidrio inhibe el movimiento de la humedad en el concreto, durante y despus de su colocacin, obteniendo un concreto ms homogneo y en consecuencia, con una mayor resistencia media global. Las fibras de vidrio mejoran la resistencia a los daos, particularmente durante la manipulacin de componentes jvenes. Mejora la resistencia a la traccin / flexin, consiguiendo eliminar los refuerzos de acero en algunos elementos no estructurales. Las fibras de vidrio disminuyen el agrietamiento del hormign por contracciones plsticas.Los resultados de ensayos realizados muestran que las fibras de vidrio consiguen suprimir las grietas y fisuras por contraccin plstica. Es lgico que las fibras de vidrio que tienen un mdulo elstico aproximadamente 10 veces superior al polipropileno, sean ms efectivas durante un mayor periodo de tiempo.Unas de las ventajas que mencionamos en este artculo sobre el uso del concreto con fibras es evitar las fisuras por contraccin plstica que se presentan generalmente en superficies horizontales, debido a la evaporacin excesivamente rpida del agua de la superficie del concreto. Las grietas pueden formarse durante las primeras horas despus del vaciado, cuando la resistencia a la traccin del concreto es superada por las fuerzas de retraccin. Dado que, inmediatamente despus de su vaciado, la resistencia a la traccin del concreto es casi de cero, la adicin de cantidades incluso muy pequeas de fibras de vidrio hace que el concreto pueda resistir las fuerzas de agrietamiento, consiguiendo el mismo tiempo una ligazn adecuada para soportar los esfuerzos al interior de la masa.Otra propiedad que desarrolla el concreto reforzado con fibras de vidrio es la dureza a la fractura que cada vez es ms fuerte como medida de la resistencia al impacto, los procedimientos de ensayo pueden variar y hacen difciles las comparaciones, pero hay que considerar que los ensayos de impacto son comparativos no obstante, las investigaciones y ensayos que se han hecho en el mundo han llevado a concluir que las fibras ayudan aumentar la resistencia al impacto.

Como conclusin las propiedades del concreto fresco se pueden mejorar si se utilizan pequeas cantidades de fibras de vidrio. En particular se minimiza el agrietamiento, el agrietamiento por contraccin plstica, adems las fibras de vidrio de alta integridad pueden dosificarse en cantidades elevadas y proporcionan una mejor resistencia al impacto y mejora el comportamiento del mdulo elstico.

FIBRAS ORGNICAS1. FIBRAS DE POLIPROPILENO

PROMESH FIBERS es una fibra sinttica 100% de polipropileno virgen, con ptimas cualidades para su uso como refuerzo secundario en concreto, se presenta en forma de fibras entretejidas (fibriladas) que, una vez adicionadas al concreto y por accin de la mezcla, se abren y se distribuyen uniformemente por toda la masa, en todos los planos, formando una red tridimensional de refuerzo que permite un notable control de la fisuracin.CARACTERSTICAS:Sus cualidades de elevada resistencia a la tensin y relativamente bajo mdulo de elasticidad hacen a PROMESH FIBERS un material idneo para su uso en el concreto como refuerzo secundario.El aporte ms importante de ste refuerzo secundario es el de actuar como control de fisuracin, mejorar la estabilidad dimensional y aumentar considerablemente la resistencia al impacto.La adicin de 0,7 Kg. de PROMESH FIBERS por m3 de concreto equivale a 30 Km. de fibra distribuida tridimensionalmente en toda la masa.La especial estructura reticular de la fibra, as como su elevada rea superficial de contacto, le confiere un elevado poder de adherencia mecnica a la matriz del concreto, es un material absolutamente estable en el medio alcalino propio del concreto. No absorbe agua. No es txico ni incmodo para manejar.

DATOS TECNICOSLas caractersticas tcnicas de PROMESH FIBERS son las siguientes:Fibras por Kilo: + 4.500.000Mdulo de Young: 2.290 MPa.Temperatura de ignicin: 590 CResistencia a la traccin: 65-105 Ksi.Absorcin agua: NingunaLongitud: 3/4 (19 mm) y 1 1/2 (38 mm).DOSIS Y MODO DE USOEl rango de dosificacin vara entre 0,6 y 0,9 Kg/m3.

Siendo 0,7 Kg/m3 la dosis tpica. No se requiere ningn tipo de recomendacin especial para la incorporacin del producto al concreto, agregndose directamente a la mezcladora una vez incorporados y mezclados el resto de sus componentes. En algn caso puede ser necesario aumentar algo el tiempo de mezclado siendo normalmente suficiente un tiempo de 5 minutos. Puede adicionarse antes o despus de mezclado el concreto, pero no debe aadirse sobre el agua directamente antes de agregar los dems componentes del concreto.PROPIEDADES DEL CONCRETO CON PROMESH FIBERS.

Concreto Fresco.El concreto reforzado con PROMESH FIBERS no pierde plasticidad y no presenta dificultades de puesta en obra. La adicin de fibra de polipropileno en proporcin de 0,7 Kg. por metro cbico de concreto no afecta la trabajabilidad del mismo, aunque puede acusarse una disminucin del cono de asentamiento y una aparente prdida de plasticidad para el observador antes de empezar a colocar el concreto. Concreto Endurecido.Disminucin de la fisuracinEl efecto principal de la incorporacin de la fibra en el concreto se produce durante la fase de retraccin plstica. En ese momento la fibra produce un verdadero control de la fisuracin.Cuando se somete el concreto a un esfuerzo, las microfisuras van evolucionando y hacindose mayores, como enlazndose unas con otras. Al continuar ejercindose la carga, algunas de estas fisuras comienzan a hacerse inestables y a fallar, traspasando el concreto de una parte a otra. En cambio, en el concreto con fibras de polipropileno la microfisura se interrumpe y estabiliza al encontrarse con una fibra.Esta misma prevencin del proceso de fisuracin lo producen los refuerzos metlicos, pero en forma distinta, ya que acta slo cuando la fisura se ha formado, sustituyendo su propia resistencia a la traccin por la del concreto ahora agrietado. Adems, los refuerzos metlicos actan principalmente en un solo plano, mientras que la adicin de la fibra en la masa es de efecto multidireccional.Resistencia al impactoLa adicin de fibra de polipropileno al concreto mejora notablemente la resistencia al impacto y a la fragmentacin. Ello se debe a la gran cantidad de energa absorbida en el proceso de desunin, estiramiento y extraccin o arrancado que se produce despus de haberse agrietado la matriz del concreto.La cuantificacin de la mejora en la resistencia al impacto depende de la geometra de la pieza y del mtodo de ensayo, pero ha sido medida en la prctica en un orden de 2 a 10 veces superior.Resistencias mecnicas.La fibra mejora la resistencia a la traccin de concreto, distribuyendo los esfuerzos a la traccin ms homogneamente a travs de todo el concreto, pero esta mejora no es sustancialmente importante. Lo mismo ocurre con la resistencia a la compresin, siendo en cambio ms notable la mejora sobre la fragilidad.

DurabilidadEs evidente que la fisuracin del concreto lo hace ms vulnerable al ataque de agentes agresivos. Se han realizado numerosas pruebas para determinar la persistencia de las cualidades aportadas al concreto por la fibra, a travs del tiempo, bien en ensayos de envejecimiento artificial acelerado, como en obras reales. Las conclusiones generales fueron que no se producan cambios en el mdulo de rotura o en la resistencia a impactos.

ADHERENCIA DE LA FIBRA A LA MATRIZ DEL CONCRETO.No existe adherencia fsico-qumica entre fibras y la matriz. Precisamente la hidrofuguicidad de aqullas permite su buena distribucin en la masa sin formar bolas. La adherencia es puramente mecnica, favorecida por la fibrilacin o hendido de las fibras matrices, que con su estructura abierta favorecen la accin de cua.APLICACIONESLosas de concreto.Sustituye ventajosamente la malla de acero que se coloca para controlar retraccin (acero secundario) evitando la fisuracin y mejorando considerablemente la resistencia al impacto en pavimentos deportivos, forjados, pavimentos industriales y pisos de concreto en general.

PROMESH FIBERS no evita las grietas debidas a la contraccin-dilatacin por mal dimensionamiento de las losas.En revestimiento de taludes, por ejemplo en canales, permite sustituir a la armadura secundaria, reduciendo drsticamente la formacin de fisuras, as como la posibilidad de corrimiento en la losa, en caso de grandes pendientes. La eliminacin de la armadura puede permitir la reduccin del espesor del revestimiento. Al mismo tiempo facilita el funcionamiento de la mquina revestidora al eliminarse la malla.Elementos prefabricadosPermite mejorar la resistencia al impacto y la facultad de que la pieza no se desmorone en caso de rotura. Al mismo tiempo permite eliminar o sustituir la armadura metlica, evitar la formacin de grietas y reducir el espesor de la pieza condicionada al recubrimiento mnimo sobre la armadura metlica, requerido para evitar su oxidacin.Concreto proyectadoLa incorporacin de fibra en sustitucin de la malla evita los problemas de adaptacin de ste a la configuracin del terreno a proyectar, adems de las cualidades inherentes a la adicin de fibras, como en la mejora notable de la tixotropa del revestimiento.PilotesEn el caso de pilotes prefabricados, destinados a ser hincados, el empleo de fibras es muy adecuado por su cualidad de mejorar la resistencia al impacto.Productos PrecastRemplaza o disminuye la armadura secundaria obtenindose piezas ms durables y slidas.

TuberasLa adicin de PROMESH FIBERS, evita las fisuras y reduce la fragilidad en tuberas de concreto.