CARACTERISTICAS

CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO

El concreto es un material que ha permitido hacer numerosas investigaciones y ha tolerado más materiales para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas, uno de los componentes que ha revolucionado la calidad son las familias de las fibras como un elemento adicional en el concreto.

Podemos definir que son materiales compuestos, aquellos que se obtienen mediante la unión de diferentes materiales, los cuales de forma individual presentan inferiores características mecánicas, físicas o químicas de las que presenta el conjunto del material compuesto. Es pues el material compuesto un elemento fabricado expresamente para mejorar los valores de las propiedades que los materiales constituyentes presentan por separado.

Los 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 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 álcalis liberados con la hidratación del cemento.

El concreto presenta muy buenas características ante la compresión, como a las piedras naturales, pero ofrece muy escasa resistencia a la tracción, por lo que resulta inadecuado para piezas que tengan que trabajar a flexión o tracción. Esta característica 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 solución a esta carencia.

La fibra de vidrio presenta un módulo elástico muy superior al de la mayoría de las fibras orgánicas, como las de polipropileno, pero menor que el del acero. Todas las fibras (inorgánicas y metálicas) 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 diseñadores, especificadores y productores de concreto y la misma industria de pre-fabricación.

Estas son algunas de las ventajas en las propiedades del concreto con la dosificación de la fibra de vidrio:

• Las fibras de vidrio distribuyen a toda la masa del hormigon fuertes solicitaciones locales.
• La presencia física de las fibras de vidrio inhibe el movimiento de la humedad en el concreto, durante y después de su colocación, obteniendo un concreto más homogéneo y en consecuencia, con una mayor resistencia media global.
• Las fibras de vidrio mejoran la resistencia a los daños, particularmente durante la manipulación de componentes jóvenes
• Mejora la resistencia a la tracción/flexión, consiguiendo eliminar los refuerzos de acero en algunos elementos no estructurales
• Las fibras de vidrio disminuyen el agrietamiento del hormigón por contracciones plásticas.

Como conclusión las propiedades del concreto fresco se pueden mejorar si se utilizan pequeñas cantidades de fibra de vidrio. En particular se minimiza el agrietamiento, el agrietamiento por contracción plástica, además las fibras de vidrio de alta integridad pueden dosificarse en cantidades elevadas y proporcionan una mejor resistencia al impacto y mejora el comportamiento del módulo elástico.

CONCRETO FLEXIBLE COMO RESISTENTE

El concreto es el material de construcción más extensamente utilizado dado el balance que ofrece entre resistencia, economía y versatilidad. Su valoración ha estado históricamente referida a su capacidad para resistir esfuerzos de compresión, premisa que resulta válida únicamente cuando las solicitaciones impuestas hacen predominante dicha propiedad mecánica en el comportamiento estructural.

Desde esta perspectiva, las prestaciones esperadas para el material pueden derivarse de diversos requerimientos estructurales, arquitectónicos y funcionales en los que la resistencia a compresión no es la única propiedad a considerar. En particular, el concreto es un material frágil por naturaleza y son diversos los hitos que han marcado el avance del material en la búsqueda por vencer esta barrera tecnológica. El uso de refuerzo continuo mediante barras de acero, la introducción de fuerzas de pretensado y el uso de refuerzo discontinuo mediante fibras representan avances importantes en la tecnología del concreto estructural.

La adición de fibras discontinuas en una matriz de base cemento tiene por objeto el aumento de la tenacidad del material y su capacidad de absorción de energía. El uso de fibras se ha vuelto común en el concreto con el objeto de controlar la fisuración por contracción plástica del material. Sin embargo, el desarrollo de concretos reforzados con fibras para su uso en elementos de mayor compromiso estructural, ha requerido la consideración de las propiedades de la matriz de base cemento y la incorporación de volúmenes de fibra más altos. Bajo esta perspectiva, el desarrollo de concretos flexibles que exhiban una mayor capacidad de deformación a tracción y flexo-tracción representa un nuevo hito en la tecnología del concreto, que permite pasar de un comportamiento cuasi-frágil como el observado en un concreto convencional a un comportamiento dúctil comúnmente observado en materiales como el acero.

Ensayo a flexo-tracción sobre probeta de concreto flexible. Cementos Argos.

La capacidad de deformación y absorción de energía del material está determinada por la existencia de un proceso de microfisuración distribuida, en lugar de la formación de una única fisura localizada observada en la mayoría de los concretos convencionales con y sin refuerzo de fibras.

Para ello es necesario un balance apropiado entre la tenacidad de la matriz y la capacidad de transferencia de esfuerzos de las fibras distribuidas aleatoriamente en la matriz. Asimismo, el mecanismo de transferencia predominante a favorecer es el pull-out o arrancamiento de las fibras, por lo que las variables que controlan la adherencia entre la fibra y la matriz requieren igualmente ser valoradas.

Comportamiento a tracción de materiales base cemento