TIPOS DE FIBRAS SEMINARIO USOS Y APLICACIONES DE FIBRAS EN EL CONCRETO Ing. Lourdes Fuentes Ramos Mail: lfuentes@quimicasuiza.com Diciembre 2008
Contenido Micro Fibras Macro Fibras • Fibras Metálicas • Fibras Sintéticas
Tenacidad Como trabajan las fibras en el concreto Dosificación Adición Colocación Beneficios
Mecanismos de Agrietamiento en el Concreto
• Contracción plástica • Contracción inducida térmicamente (shock térmico, estacional) • Estructural (cargas estáticas y dinámicas, reflectivas, fluencia) • Químico (corrosión, RAA [ASR]) • Contracción por secado
Asociación del Concreto Premezclado (EEUU): Agrietamiento es el problema #1 del concreto
Refuerzo en el concreto Utilizado hist贸ricamente: Las varillas de refuerzo convencionales se utilizan para aumentar la capacidad de carga del concreto. .
Micro Fibras Fibras para contracción plástica solamente
Dominado principalmente por fibras sintéticas a bajas tasas de adición (0.1 to 0.3% Vol.) 0.6 a 1.8 kg/m3
Normalmente son sintéticas Nylon,Polipropileno, etc...
Longitud:
1 to 50mm
Diámetro:
< 25 µm
Concreto con micro fibras . . Micro fibras
Se utilizan en bajas dosificaciones debido a restricciones por trabajabilidad
. .
.
.
Micro fibras afectan la contracci贸n pl谩stica del concreto
Protección contra la contracción plástica
Se ha demostrado que las fibras reducen el agrietamiento por contracción plástica en hasta un 80 a 90 % al darle al concreto una resistencia temprana a la tensión y al lograr interceptar y contrarrestar las grietas.
Tipos de Micro fibra • Monofilamento: Fibras separadas, redondas, lisas, rectas – Nylon – Poliester – Polipropileno
• Fibriladas Fibras unidas, curvas, tridimensionales – Polipropileno
Concreto Plástico • Aumenta la capacidad de deformación en Tensión • Reduce la fisuración por retracción plástica • Reduce el fisuración por asentamiento plástico • Mejor control de la exudación • Reducción de la Permeabilidad
Macrofibras Las fibras largas se encuentran muy separadas para lograr disminuir, desviar o modificar el comportamiento de las micro grietas de una manera significativa.
No sirven para controlar la contracciĂłn
Solamente afectan el comportamiento post agrietamiento
Longitud:
25 to 60mm
DiĂĄmetro:
0.3 to 1mm
Acero, polipropileno, polietileno, etcâ&#x20AC;Ś
Definición ASTM C 1116 • ASTM C 1116 define las fibras como: Filamentos finos y elongados en forma de haz, malla o trenza, de algún material natural o manufacturado que pueda ser distribuido a través de una mezcla de concreto fresco. • ACI 544 considera como fibras para el concreto filamentos discontinuos de acero, fibras sintética, fibras de vidrio y fibras naturales.
Concreto con Macrofibras .
Agregados
. . Macrofibra .
Macro grietas
.
.
Se adicionan a mĂĄs altos volĂşmenes para dar tenacidad
En la mayor parte de los casos no ofrecen un efecto significativo sobre el proceso de micro fisuramiento
Aplicaciones del Concreto Reforzado con Fibras
Tipos de Concretos Reforzados con Fibras (ASTM C 1116) • Tipo I Concreto reforzado con Fibras de Acero Incluye acero inoxidable, mezclas de aceros, acero al carbon.
• Tipo II Concreto reforzado con Fibras de Vidrio Incluye fibras de vidrio resistentes a los álcalis
• Tipo III Concreto reforzado con Fibras Sintéticas Contiene fibras sintéticas, para las cuales se puede presentar evidencia documental que confirme su resistencia al deterioro a largo plazo al entrar en contacto con humedad y álcalis presentes en la pasta de cemento o con las sustancias presentes en aditivos químicos e inclusores de aire.
Tipo I Concreto reforzado con Fibras de Acero Incluye acero inoxidable, mezclas de aceros, acero al carb贸n.
Clasificaci贸n de las fibras de acero (ASTM A 820-96)
Tipo 1: Alambre estirado
Tipo 3: Melt Overf low
Tipo 2: L谩mina cortada
Tipo 4: Otro ( Mill Cut)
ASTM A 820 • Tipo:
I
II
III
IV
• Diámetro • Largo • Deformaciones si se requieren • Certificados y reportes de prueba
ASTM A 820 • Tensión:
solo 50,000 psi, min.
• Tolerancias:
10%, largo y diam.
• El especificador debe requerir resultados de pruebas.
Desempeño de la Fibra • • •
Longitud/diametro relación (L/D) Anclaje Resistencia a la tensión del acero Relación L/D 80-65-45
Resistencia a la tensión > 1100 Mpa (130,000 psi)
Extremos doblados para un mejor anclaje
Efecto de la longitud de la fibra en la relaci贸n Carga Deformaci贸n
65 mm 50 mm
Carga
38 mm 25 mm
Deformaci贸n
Tipo III Concreto reforzado con Fibras Sintéticas Incluye Acrílicas, Nylon, Poliester, Polipropileno, Polietileno, o mezclas de materiales sintéticos.
Definition ASTM C 1116 ASTM C 1116 define al - Concreto o al Concreto Lanzado - Reforzado con Fibras Sintéticas, Tipo III como concreto que contiene fibras sintéticas, para las cuales se puede presentar evidencia documental que confirme su resistencia al deterioro a largo plazo al entrar en contacto con humedad y álcalis presentes en la pasta de cemento o con las sustancias presentes en aditivos químicos e inclusores de aire. Las fibras sintéticas son cortos filamentos discontinuos de polipropileno, polietileno, nailon, etc. y pueden presentar la forma de monofilamento o de paquetes fibrilados, ya sea en longitudes micro o macro. Información técnica sobre resistencia a la tensión, punto de fusión, tipo de material, tamaño, etc. debe estar disponible.
FIBRAS SINTETICAS Auto Fibrilantes Los extremos de la fibra se deshilachan Durante el mezclado para mejorar la Adherencia con el concreto
Pre mezclado
Post mezclado
Aumento en área superficial mejora la adherencia; lo cual mejora el desempeño mecánico
Como Trabajan las fibras en el concreto?
Fibras
Barras de Refuerzo Malla Electrosoldada
Las fibras desarrollan la misma función que el refuerzo convencional. – Reforzando y previniendo la formación de grietas y fisuras – La clave es cuanto usar.
Como trabajan las fibras en el concreto?
Como Trabajan las Fibras en el Concreto?
Todas las fibras se comportan de manera diferente en el concreto. Lo importante es entender las propiedades y beneficios de cada una y como trabajan.
Recuerde siempre
fiber failure
You get what you pay for! fiber pull-out
matrix cracking fiber / matrix debonding fiber bridging
Macro Fibras Las fibras largas no modifican de manera significativa el comportamiento de las microfisuras.
No son Buenas para El control de La fisuaración por retracción
Las macro fibras solamente afectan el comportamiento post agrietamiento del concreto
Acero o sintéticas Las fibras usualmente son de longitudes iguales o superiores a 1” (25 mm)
Refuerzo convencional
â&#x20AC;˘ Proporciona un refuerzo en un solo plano
Concreto Reforzado con Fibras
â&#x20AC;˘ Proporcionan refuerzo tridimensional â&#x20AC;&#x201C; Desde el fondo del elemento hasta casi la superficie
Adici贸n de fibras al concreto Se han desarrollado varias secuencias exitosas de Colocaci贸n de las fibras en el concreto. 1.
Adicionar manualmente las fibras (que no se apelmasan) directamente al mezclador una vez que los otros ingredientes se han mezclado uniformemente.
Concreto pre mezclado
Planta de prefabricados
Adicion de la Fibra
Tiempo de mezclado de la fibra Depende del tipo de mezclador
- Ollas mezcladoras (por lo menos 4-5 minutos 50 revoluciones). - Para algunas plantas prefabricadoras, puede ser tan corto como 30 s. El tiempo total de mezclado debe ser el tiempo total requerido para asegurar la distribuci贸n adecuada de la fibra, as铆 como su fibrilaci贸n. Notas: Para concreto pre mezclado, siempre existe la presi贸n de mezclar lo menos posible (el tiempo es oro). Para operaciones de prefabricado, el tiempo puede ya estar fijo y no ser variable.
Colocación • Todos los métodos convencionales Canaleta Bombeo Bandas Transportadoras Tremie Concreto Lanzado
Colocaciรณn CRF
โ ข Desde la canaleta del Mixer
Colocaciรณn CRF
โ ข
Bombeo
Colocaciรณn CRF
โ ข Banda Transportadora
Colocaciรณn CRF
โ ข Concreto Lanzado
CRF Fresco •
Asentamiento: no es buen indicador de trabajabilidad
• •
Trabajabilidad: Ensayo ASTM C 995 Especímenes: Vibracion Mecánica externa
Beneficios del CRF CALIDAD • Control de fisuras – El refuerzo si funciona • Estabilidad de las juntas – Menor ancho de la junta – Mejor tranferencia de Cargas
• Resistencia al Corte, a la Fatiga e Impacto • Menor Mantenimiento y Reparaciones • MAYOR DURABILIDAD!!!
Beneficios del CRF Productividad • Disminuye el tiempo de Construccion – La fibra se instala en 5 minutos vs horas de colocación de la MES.
• Mayor Flexibilidad en Reparaciones – Facil Reparacion o reconstruccion
• Se puede usar Nivelador Laser (Screed).
Beneficios del CRF ECONOMIA • Optimiza espesor de Losa - Ahorro de materiales • Optimiza Cantidad de Acero • Optimiza Cronograma de Construccion • Elimina pasa juntas • Optimiza el uso de mano de obra
TIPOS DE FIBRAS SEMINARIO USOS Y APLICACIONES DE FIBRAS EN EL CONCRETO Ing. Lourdes Fuentes Ramos Lfuentes@quimicasuiza.com
Diciembre del 2008