El hormigón se agrieta porque es débil a la tensión. La contracción crea tensión. Los cambios de temperatura crean tensión. Las cargas crean tensiones. Las fibras ayudan porque puentean las pequeñas grietas. Las fibras también distribuyen la tensión por toda la mezcla. Este es el principal objetivo de añadir fibras al hormigón.
La fibra no es sólo un producto. La fibra puede ser de acero, vidrio, sintética o natural. La ASTM clasifica el hormigón reforzado con fibra según el tipo de fibra.
¿Qué es el hormigón reforzado con fibras?
El hormigón reforzado con fibras es un hormigón que contiene fibras cortas mezcladas a través del lote. La norma ASTM C1116 lo describe como hormigón reforzado con fibras entregado al comprador con los ingredientes mezclados uniformemente.
Las fibras funcionan como “refuerzo distribuido”. Las barras de refuerzo funcionan como “refuerzo colocado”. Las fibras se sitúan por toda la matriz. Las barras de refuerzo se sitúan en zonas de tensión específicas. Esta diferencia explica por qué las fibras son fuertes en el control de grietas, mientras que las barras de refuerzo lo son en la capacidad de tensión estructural.
Propósito 1: Reducir el agrietamiento prematuro
El agrietamiento temprano puede empezar en las primeras horas. El agrietamiento por contracción plástica puede ocurrir cuando la superficie se seca demasiado rápido. La guía de NRMCA recomienda considerar fibras sintéticas (ASTM C1116) para minimizar el agrietamiento por contracción plástica.
Las fibras también ayudan a reducir las grietas por asentamiento plástico. NRMCA enumera la reducción de grietas por asentamiento plástico como un uso clave.
Las microfibras de polipropileno son una opción habitual para este fin. La Concrete Society explica que estas fibras aumentan la homogeneidad de la mezcla, estabilizan el movimiento de las partículas y bloquean los canales de agua de sangrado. Esto ralentiza el sangrado y ayuda a reducir el asentamiento del plástico. La misma nota afirma que la red de filamentos ayuda a reducir el agrietamiento por contracción plástica cuando la superficie se seca rápidamente.
Finalidad 2: Mejorar la tenacidad tras el agrietamiento
El hormigón liso puede perder rendimiento rápidamente tras agrietarse. El hormigón con fibras puede seguir soportando carga después de la primera fisura, dependiendo del tipo y la dosificación de las fibras.
La NRMCA enumera la “mayor dureza y resistencia al impacto” como una de las principales razones para utilizar fibras sintéticas.
El NRMCA también explica que las fibras puentean las grietas y ayudan a mantener el hormigón firmemente unido, con mayores beneficios en dosis más altas que las dosis típicas de microfibras.
Este propósito encaja:
- forjados industriales con tráfico de carretillas elevadoras
- aceras y pavimentos
- prefabricados que se astillan durante la manipulación
Finalidad 3: Proporcionar refuerzo secundario contra la contracción y la temperatura en algunas losas
Algunos proyectos utilizan fibras como sistema alternativo para la retracción no estructural o el refuerzo de la temperatura. NRMCA enumera este uso, con documentación, como un propósito válido.
El NRMCA también afirma que las fibras sintéticas pueden servir como refuerzo secundario cuando el producto cumple los criterios de hormigón endurecido, respaldados por documentación como los resultados de resistencia a la flexión residual ASTM C1609.
Este propósito es común en losas sobre el suelo, donde el principal riesgo es la fisuración por retracción, no la capacidad de flexión estructural en miembros suspendidos.
Finalidad 4: Mejorar la estabilidad de colocación en vertidos difíciles
Las fibras pueden mejorar el soporte interno y la cohesión del hormigón fresco. El NRMCA enumera este aspecto como uno de sus principales objetivos, incluido el hormigón para pendientes pronunciadas, el hormigón proyectado y las colocaciones con encofrado deslizante.
Esta ventaja es práctica. Las cuadrillas suelen ver que la mezcla se mantiene mejor unida. Esto ayuda a reducir el desprendimiento en el hormigón proyectado. La Concrete Society también señala que las fibras de polipropileno se utilizan en el hormigón proyectado para mejorar las propiedades iniciales y reducir el desprendimiento y el rebote.
Propósito 5: Mejorar la durabilidad y el rendimiento de la superficie
El control de las grietas favorece la durabilidad porque su anchura controla la entrada de agua. Un patrón de grietas más cerrado puede reducir las vías de entrada de fluidos.
Las fibras también pueden favorecer la calidad superficial. La Concrete Society señala que las fibras de polipropileno reducen el sangrado y la segregación, lo que ayuda a mantener la relación original agua/cemento del mortero superficial. Vincula este efecto a mejoras en la capa superficial y a una mayor resistencia a la abrasión.
Este propósito encaja:
- suelos de almacén
- rampas y muelles de carga
- losas expuestas a abrasión o limpieza frecuente
Objetivo 6: Reducir el riesgo de desprendimiento explosivo en caso de incendio para el hormigón denso
El hormigón denso puede desprenderse en un incendio. La humedad se convierte en vapor. La presión del vapor puede aumentar rápidamente. Las fibras de polipropileno se utilizan ampliamente para reducir este riesgo en diseños específicos.
Una revisión por pares explica un mecanismo común: cuando las fibras se funden, se forman poros. La permeabilidad aumenta. El vapor puede escapar. La presión del vapor disminuye. El riesgo de desprendimiento disminuye.
Este propósito es común en las especificaciones de túneles y en mezclas de alto rendimiento en las que la exposición al fuego forma parte de la base de diseño.
Para qué no deben utilizarse las fibras
El hormigón con fibras no es un atajo en el diseño estructural. El NRMCA establece que las fibras sintéticas no deben utilizarse para sustituir el refuerzo de acero estructural o resistente a momentos. El NRMCA también afirma que las fibras no deben utilizarse para desarrollar una mayor resistencia estructural a la compresión o a la flexión.
Las fibras tampoco permiten automáticamente:
- mayor distancia entre juntas
- losas sobre rasante más finas
- columnas reducidas NRMCA enumera estas expectativas como “no utilizar”.
Cómo elegir la finalidad y el tipo de fibra adecuados
Una decisión sencilla empieza con una pregunta. ¿Qué problema quiere reducir?
Si el problema es un agrietamiento superficial prematuro
Las microfibras sintéticas son un ajuste común. ACI define las fibras microsintéticas como fibras con un diámetro inferior a 0,3 mm (o equivalente).
Si el problema es la tenacidad y el rendimiento tras la fisuración
Las fibras macrosintéticas o las fibras de acero suelen ajustarse mejor. ACI define las fibras macrosintéticas como de 0,3 mm o más.
Si el problema es el riesgo de desprendimiento por fuego en hormigón denso
Las microfibras de polipropileno se utilizan mucho en esta función, sobre todo en túneles.
El comprador también debe prever el control de la trabajabilidad. La Concrete Society advierte de que las fibras pueden reducir el asentamiento porque actúan como un agente espesante.
Normas de apoyo a la especificación y aceptación
Si necesita una especificación de compra limpia, empiece por ASTM C1116. La ASTM establece que cubre el hormigón reforzado con fibras suministrado con los ingredientes mezclados uniformemente. También clasifica el hormigón de fibra por tipo de fibra (acero, vidrio, sintética, natural).
Si su propósito es el rendimiento posterior a la fisuración, debe especificar los objetivos de rendimiento, no sólo “añadir fibra”. NRMCA señala la documentación que utiliza ensayos de resistencia a la flexión residual como ASTM C1609 para las fibras utilizadas como refuerzo secundario.
Orientación experta
Un proyecto de fibra tiene éxito cuando el objetivo y el tipo de fibra coinciden.
Un flujo de trabajo práctico funciona bien:
- El propietario define el punto de dolor: grietas prematuras, daños en las juntas, impactos, riesgo de incendio.
- El ingeniero selecciona la función: sólo control de fisuras, refuerzo secundario, capacidad post-fisuración.
- El equipo elige el tipo de fibra: micro o macro, y luego establece la dosificación con los datos del proveedor y los ensayos. ACI proporciona rangos de dosificación típicos por volumen para microfibras y macrofibras sintéticas.
- El contratista controla la mezcla y el curado. Las fibras reducen el riesgo, pero el curado sigue controlando la tensión de contracción.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co.
Ecocretefiber™ apoya este proceso con orientaciones generales en primer lugar y, a continuación, con la adaptación del producto:
- microfibras para el control de la contracción plástica y las grietas de asentamiento
- fibras macrosintéticas para objetivos de tenacidad y control postfisuración
- soporte documental conforme al lenguaje de suministro ASTM C1116, además de datos de rendimiento cuando sea necesario
Productos relacionados
- Microfibra de polipropileno (Monofilamento / Fibrilado)
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Conclusión
La finalidad de añadir fibras al hormigón es clara. Las fibras controlan la fisuración temprana, especialmente la contracción plástica más el asentamiento plástico.
Las fibras mejoran la tenacidad y la resistencia al impacto cuando el tipo de fibra y la dosificación se dirigen al comportamiento posterior a la fisuración.
Las fibras pueden servir como refuerzo secundario en algunas aplicaciones de forjados cuando la documentación avale su rendimiento.
En el hormigón denso expuesto al fuego, las fibras de polipropileno pueden reducir el riesgo de desconchamiento al aumentar la permeabilidad tras la fusión.
Una buena especificación empieza por el propósito. Un buen resultado se obtiene con una correcta selección de fibras, una mezcla controlada y un curado disciplinado.
