Fibra de acero se utiliza en el hormigón para controlar las grietas y hacer que el hormigón se comporte de forma menos quebradiza después de agrietarse. Las fibras de acero se sitúan dentro de la mezcla como una red distribuida. Esto proporciona al hormigón cierta capacidad de carga tras la fisuración, especialmente en losas y hormigón proyectado. Muchos proyectos utilizan la fibra de acero para reducir el tiempo de manipulación de la malla. Muchos proyectos utilizan la fibra de acero para reducir las reparaciones del suelo. Estas ventajas son más evidentes en suelos industriales, pavimentos, hormigón proyectado y elementos prefabricados.
¿Qué es el hormigón reforzado con fibras de acero?
El hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) es un hormigón que contiene fibras cortas de acero mezcladas por todo el lote. Las fibras actúan como pequeños elementos de refuerzo. Salvan las grietas cuando el hormigón empieza a abrirse. Esto ayuda a controlar la anchura de las grietas. También ayudan a que la losa siga soportando carga tras la primera fisuración, dependiendo del tipo de fibra y la dosificación.
ASTM C1116 es la especificación común de suministro para el hormigón reforzado con fibras. Abarca el hormigón con fibras suministrado con ingredientes mezclados uniformemente. También define Hormigón reforzado con fibras de acero de tipo I y lo relaciona con los requisitos sobre fibras de acero de ASTM A820/A820M.
¿Cuáles son los principales usos de la fibra de acero en el hormigón?
Las fibras de acero se emplean sobre todo en losas y pavimentos. La Concrete Society destaca los suelos y pavimentos industriales como principales aplicaciones. También menciona como aplicaciones clave el hormigón proyectado, las losas compuestas sobre cubierta de acero y los elementos prefabricados.
Puedes agrupar los usos en dos prácticos cubos:
- Calzadas y pavimentos: control de fisuras más capacidad postfisuración
- Hormigón proyectado y prefabricado: dureza y resistencia a la manipulación
Uso 1: Suelos industriales y losas sobre el suelo
Los suelos industriales son el caso de uso más común en muchos mercados. La Concrete Society afirma que el hormigón con fibras de acero se utiliza mucho en suelos industriales. Señala dosificaciones típicas del orden de 20 a 50 kg/m³. También señala que las fibras proporcionan control de grietas y resistencia residual tras la fisuración, que depende del tipo de fibra y de la dosificación.
Este caso de uso se ajusta a los proyectos que necesitan menos reparaciones:
- plantas logísticas con carretillas elevadoras
- fábricas con cargas puntuales
- centros de distribución con mucho tráfico en las juntas
La fibra de acero ayuda en los bordes y esquinas de las juntas porque mejora el comportamiento posterior a la fisuración. También reduce el riesgo de rotura repentina en zonas débiles locales.
Uso 2: Aceras y zonas pavimentadas exteriores
Los pavimentos soportan cargas repetidas de las ruedas. Los pavimentos también sufren curvaturas, retracción y tensiones en las juntas. El hormigón con fibras de acero se utiliza en zonas pavimentadas exteriores porque las fibras ayudan a controlar las fisuras. Las fibras también ayudan a la losa a soportar la carga después de agrietarse. La Concrete Society menciona las zonas pavimentadas exteriores y las aceras como las principales aplicaciones del hormigón reforzado con fibras de acero.
Esta opción suele ser atractiva cuando el propietario lo desea:
- mayor vida útil
- menos reparaciones de parches
- mayor resistencia al impacto y a la abrasión en la superficie
Uso 3: Hormigón proyectado, excavación de túneles, minería y apoyo a la excavación
La fibra de acero se utiliza ampliamente en el hormigón proyectado, especialmente en trabajos subterráneos. El informe sobre hormigón reforzado con fibra de ACI enumera el uso del hormigón reforzado con fibra de acero y el hormigón proyectado en losas sobre rasante, además de aplicaciones de soporte en minería y túneles.
La fibra de acero ayuda al hormigón proyectado porque aumenta la tenacidad tras la fisuración. La fibra de acero también puede reducir la necesidad de malla en algunas capas de soporte proyectado, dependiendo de los requisitos de diseño y seguridad. La bibliografía del TRB sobre el hormigón proyectado con fibra de acero analiza las prácticas de dosificación y mezcla del hormigón proyectado reforzado con fibra de acero, lo que demuestra que se trata de una aplicación de campo madura.
Este caso de uso encaja:
- revestimientos de túneles
- hormigón proyectado para estabilización de taludes
- capas de soporte subterráneas
Uso 4: Elementos y productos prefabricados
Los prefabricados suelen tener bordes finos, puntos de elevación y vibraciones durante el transporte. Las fibras de acero ayudan a reducir el agrietamiento durante la manipulación. Las fibras de acero también mejoran la tenacidad, lo que reduce el riesgo de astillado y rotura.
La Concrete Society menciona los elementos prefabricados como una de las principales categorías de aplicación del hormigón reforzado con fibras.
El informe sobre fibras del ACI también incluye métodos de fabricación y aplicaciones de distintos tipos de fibras, incluido el hormigón reforzado con fibra de acero.
A los productores de prefabricados les suele gustar la fibra de acero porque:
- reduce la congestión del acero en secciones finas
- mejora el control de grietas en el desmoldeo
- apoya la durabilidad de los bordes en servicio
Uso 5: Losas de material compuesto sobre tarima de acero
Las losas de cubierta compuestas pueden utilizar fibras para ayudar a controlar la retracción y las grietas. La Concrete Society menciona las losas compuestas sobre cubiertas de acero como una de las principales aplicaciones del hormigón reforzado con fibras.
Este caso de uso sigue requiriendo comprobaciones de diseño estructural. El equipo del proyecto debe confirmar cómo encajan las fibras con los requisitos de refuerzo por contracción y las prácticas de los códigos locales.
Uso 6: Tableros de puentes y recubrimientos de tableros de puentes
El hormigón con fibras de acero se utiliza en los tableros de puentes porque el control de las fisuras protege la durabilidad. Los informes de investigación y práctica describen el hormigón reforzado con fibras en tableros de puentes y recubrimientos, haciendo hincapié en el control de las fisuras y la resistencia a la intrusión de soluciones agresivas.
Este caso de uso es común cuando el propietario quiere:
- un revestimiento duradero con agrietamiento controlado
- mayor protección del acero empotrado
- ciclos de mantenimiento reducidos
Algunas agencias también evalúan sistemas de fibra de alto rendimiento para recubrimientos y reparaciones.
¿Qué ventajas aporta la fibra de acero en proyectos reales?
La fibra de acero proporciona beneficios que las tripulaciones pueden ver.
Control de grietas
Las fibras ayudan a controlar el agrietamiento prematuro y el agrietamiento por retracción a largo plazo en los forjados. La Concrete Society menciona el control de las grietas como una de las principales razones para el uso de fibras en los suelos.
Capacidad de carga tras la fisuración
Las fibras pueden añadir resistencia residual tras la fisuración. Esta es una de las principales razones por las que se utilizan fibras en losas apoyadas en el suelo.
Resistencia al impacto
Las fibras ayudan a que la losa se mantenga unida tras un daño local. Esto es muy útil en zonas de tránsito de carretillas elevadoras y zonas de caída.
Menor manipulación del acero en algunos forjados
Las fibras pueden reducir la necesidad de malla soldada en determinados diseños de losas, siempre que la ingeniería lo acepte. Esto puede reducir los riesgos laborales y de planificación.
Intervalos de dosificación típicos para el hormigón con fibras de acero
La dosificación depende del objetivo del diseño. También depende de la geometría de la fibra y del grosor de la placa.
Una referencia práctica de la Concrete Society es clara. Afirma que los suelos industriales apoyados en el suelo suelen utilizar 20-50 kg/m³ de fibras de acero.
Otras guías técnicas y documentos de diseño suelen hablar de rangos similares para aplicaciones en suelos, con dosificaciones más altas para losas sin juntas o diseños especiales.
También debe conocer el límite superior práctico para mezclas normales. La CCAA señala que, en el hormigón convencional con árido grueso típico, es raro que la tasa de dosificación de fibra de acero supere unos 1% en volumen, que describe como 80 kg/m³, debido a los efectos de interferencia en la mezcla.
La regla de la compra segura es sencilla:
- Utilice las directrices del proveedor para el producto de fibra.
- Utilizar pruebas de proyecto cuando las fibras se utilizan para la contribución estructural.
Consejos de mezcla, colocación y acabado
El hormigón de fibras de acero tiene éxito cuando se controla la dispersión.
Pasos prácticos que reducen los problemas:
- El equipo añade fibras gradualmente, no de golpe.
- El conductor mezcla el tiempo suficiente para una dispersión completa.
- La planta controla el asentamiento con aditivos, no con agua adicional.
- La acabadora ajusta el tiempo porque las fibras pueden cambiar el tacto de la superficie.
La norma ASTM C1116 también aclara un límite clave. Cubre el suministro de hormigón con fibras entregado uniformemente mezclado. No cubre la colocación, consolidación, curado o protección tras la entrega. Ese trabajo corresponde al contratista y a las especificaciones.
Límites: cuando la fibra de acero no sustituye a las barras de refuerzo
La fibra de acero no elimina la necesidad del diseño estructural. Tampoco sustituye a las barras de refuerzo en la mayoría de vigas, pilares y losas suspendidas.
El avance de la guía de diseño de ACI indica que un enfoque conservador para los miembros estructurales es utilizar barras de refuerzo para soportar las cargas de tracción totales. La guía también señala que las fibras pueden complementar y reducir la cantidad de refuerzo convencional en algunos casos.
Así que la decisión debería seguir esta lógica:
- Utilice barras de refuerzo cuando el elemento sea estructural y esté sujeto a código.
- Utilizar fibra de acero para controlar la fisuración y mejorar la tenacidad.
- Utilice el refuerzo híbrido cuando el proyecto necesite ambas ventajas.
Normas y ensayos utilizados para el hormigón con fibras de acero
Las normas son importantes cuando lo que se busca es un rendimiento fiable.
Suministro y tipo de fibra
- La norma ASTM C1116 cubre el suministro de hormigón reforzado con fibras, incluido el hormigón reforzado con fibras de acero de tipo I.
Pruebas de resistencia residual
- La norma BS EN 14651 se utiliza habitualmente para medir la resistencia a la tracción por flexión y los valores residuales del hormigón con fibras metálicas. La Concrete Society describe este método de ensayo y señala que utiliza una viga entallada bajo una carga de línea central.
Este es el mensaje práctico de las especificaciones:
- Si sólo especifica “añadir fibra de acero”, es posible que no obtenga resultados coherentes.
- Si especifica objetivos de resistencia residual con pruebas aceptadas, controlará el rendimiento.
Orientación experta
La fibra de acero funciona mejor cuando el objetivo está claro.
Un simple flujo de decisiones funciona:
- El propietario define el punto de dolor. A menudo se trata de grietas en el suelo, daños en las juntas y costes de reparación.
- El ingeniero fija el objetivo de rendimiento. El objetivo puede ser solo el control de grietas o la capacidad residual después de la grieta.
- El contratista adapta el tipo de fibra y la dosificación a ese objetivo. El equipo verifica con vertidos de prueba o datos de ensayos cuando es necesario.
Ecocretefiber™. | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co.
Ecocretefiber™ respalda los proyectos de refuerzo de fibra primero con una orientación general y después con la adaptación del producto. Ayudamos a los clientes a seleccionar un tipo de fibra, establecer un plan de dosificación y, a continuación, alinear las especificaciones con las normas y los métodos de ensayo adecuados. También apoyamos la elaboración de presupuestos y la cooperación con los distribuidores.
Productos relacionados
- Fibra de acero para hormigón (extremo enganchado, rectos o deformados)
- Microfibra de polipropileno (control de la contracción del plástico)
- Fibra macrosintética de polipropileno (tenacidad para losas)
- Fibra PVA (compuestos de cemento de alta adherencia)
- Fibra de vidrio AR (Sistemas GRC)
Conclusión
La fibra de acero se utiliza en el hormigón para controlar la fisuración y añadir resistencia tras la fisuración. Se utiliza sobre todo en suelos industriales y pavimentos. También se utiliza en hormigón proyectado, losas de cubierta compuestas y elementos prefabricados.
Un buen proyecto trata la fibra de acero como un sistema de refuerzo diseñado, no como un aditivo genérico. El equipo debe vincular la dosificación a los objetivos y verificar el rendimiento con normas aceptadas, como la ASTM C1116 para el suministro y la EN 14651 para las pruebas de flexión residual, cuando proceda.
